一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆及其制备方法

1.本发明属于一种墙面抹浆装饰材料，具体涉及一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆及其制备方法。


背景技术：

2.风积沙是一种特细沙，粒径较小，形态分散，可利用价值不高，如何大规模推广利用风积沙，变废为保，是目前工程领域的一大难题。
3.在工程领域，机制砂或河砂多被用于水泥混凝土或者水泥砂浆，水泥混凝土一般用于修筑道路、桥梁、房屋等设施，而水泥砂浆多用于房屋墙面刷饰，改善墙面装饰效果。随着城镇化水平的逐渐提高，机制砂或河砂用于高档写字楼、商住楼墙面装饰水泥砂浆的需求也将不断扩大；然而机制砂存在开采困难、破碎耗能大，优质河砂存在储量少，这势必会加重优质砂料短缺的现状，因此寻求一种能替换机制砂或河砂而又满足建筑需求、价格低廉的的细石料，是工程领域亟待解决的问题之一。
4.此外目前普通水泥砂浆普遍存在施工和易性差，与墙体粘结力不足导致的硬化水泥砂浆表面较早出现开裂问题，无法对建筑物墙体起到保护和装饰美化作用，而且开裂脱落的硬化浆体高空坠落，对低层施工人员和居民人身安全也是一种潜在威胁。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆及其制备方法，解决了现有的普通水泥砂浆韧型不足、较早开裂的问题。
6.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆，按质量份数计包含以下组分：风积沙70～90份、水泥50～70份、粉煤灰17～19份、硅灰12～14份、增韧剂3～5份、纯净水24～26份和减水剂0.5～1.5份。
8.优选地，所述风积沙的粒径为0.075～0.3mm。
9.优选地，所述水泥为p
·
o42.5r硅酸盐水泥或p
·
o52.5r硅酸盐水泥。
10.优选地，所述硅灰为冶炼硅铁合金副产品，sio2含量为95％～98％，粒径为4～7μm，比表面积为15000～25000m2/kg；所述粉煤灰为燃煤电厂副产品、粒径为15～40μm，比表面积为2000～5000m2/kg。
11.优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为20％～30％。
12.优选地，所述增韧剂为sbr丁苯胶乳、橡胶粉和eea增韧剂中的一种或两者混合物。
13.优选地，所述风积沙、水泥、硅灰和粉煤灰的掺配比为：0.9:0.67:0.14:0.19。
14.优选地，获取风积沙、水泥、硅灰和粉煤灰的掺配比的具体方法是：
15.分别获取风积沙、水泥、硅灰和粉煤灰的粒径分布；
16.将得到的粒径分布结合改进的andreasen&andersen模型，获取得到风积沙、水泥、硅灰和粉煤灰的掺配比。
17.一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
18.步骤1，按照所述的质量份数计称取原材料备用；
19.步骤2，将减水剂与纯净水混合均匀，得到混合液；
20.步骤3，将增韧剂、风积沙、橡胶粉、水泥、硅灰、粉煤灰进行搅拌均匀，得到混合物；
21.步骤4，将得到的混合液和混合物进行混合，得到高韧型风积沙墙面装饰砂浆。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆，制备得到的高韧型风积沙墙面装饰砂浆具有较好的粘结强度，在粉刷墙面过程中，能快速硬化，形成较大的粘结强度，最大限度减少掉浆脱落的风险。
附图说明
24.图1是风积沙、水泥、粉煤灰和硅灰的粒径分布曲线。
具体实施方式
25.以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不仅限于这些实施例。
26.本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆，按质量份数计包含以下组分：风积沙70～90份、水泥50～70份、粉煤灰17～19份、硅灰12～14份、增韧剂3～5份、纯净水24～26份和减水剂0.5～1.5份。
27.所述风积沙的粒径为0.075～0.3mm。
28.所述水泥为p
·
o42.5r硅酸盐水泥或p
·
o52.5r硅酸盐水泥。
29.所述硅灰为冶炼硅铁合金副产品，sio2含量为95％～98％，粒径为4～7μm，比表面积为15000～25000m2/kg；所述粉煤灰为燃煤电厂副产品、粒径为15～40μm，比表面积为2000～5000m2/kg。
30.所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为20％～30％。
31.所述增韧剂为sbr丁苯胶乳、橡胶粉和eea增韧剂中的一种或两者混合物。
32.本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆的制备方法，包括如下步骤：
33.步骤1，称取定量原材料备用；
34.步骤2，将减水剂与纯净水在混合塑料烧杯中，并搅拌均匀备用；
35.步骤3，将风积沙、橡胶粉、水泥、硅灰、粉煤灰倒入胶砂搅拌机中慢速干拌1～2min；
36.步骤4，加入步骤2拌和均匀减水剂、纯净水混合液，继续慢速搅拌0.5～1min，然后快速搅拌3～5min，即制得高韧型风积沙墙面装饰砂浆。
37.本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆，通过下面方式计算水泥、粉煤灰、硅灰和风积沙之间的掺配比。
38.具体地，本发明基于颗粒级配与致密堆积模型(andreasen&andersen模型)，以风积沙、水泥、硅灰和粉煤灰的粒径分布为已知函数，以改进的andreasen&andersen模型为目标函数，提出全风积沙水泥砂浆原材料体积分数确定方法，确定出风积沙、水泥、硅灰和粉煤灰的掺配比为：0.9:0.67:0.14:0.19。
39.利用改进的andreasen&andersen模型确定风积沙、水泥、硅灰和粉煤灰掺配比的
具体方法是：
40.首先，参考sl 42-2010《河流泥沙颗粒分析规程》，采用马尔文masters izer 2000激光粒度仪获取风积沙、水泥、粉煤灰和硅灰的粒径分布曲线，如图1所示；
41.其次，利用改进的andreasen&andersen模型对全风积沙水泥砂浆中风积沙、水泥、硅灰和粉煤灰体积分数进行求解，分别得到风积沙体积分数目标值、水泥体积分数目标值、硅灰体积分数目标值和体积分数目标值。
42.其中，改进的andreasen&andersen模型的函数表达式是：
[0043][0044]
式中：u(di)为混合后体系中粒径小于预设粒径的所有原料的体积分数；di为预设粒径；d
min
为混合后体系中的最小粒径；dmax为混合后体系中的最大粒径；q为分布函数，取值0.25；i为混合体系中第i种原料。
[0045]
在已知风积沙、水泥、粉煤灰和硅灰的粒径分布后，风积沙混凝土固体/粉体掺配比确定问题即转化为要求风积沙、水泥、粉煤灰和硅灰混合物体系的组合粒径分布um(di)符合致密堆积时的粒径分布，此类问题可通过下列方程式解答。
[0046][0047]
um(di)＝b1y
风积沙
+b2y
水泥
+b3y
粉煤灰
+b4y
硅灰
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0048]
b1+b2+b3+b4＝1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0049]
式中：b1、b2、b3、b4分别为风积沙、水泥、粉煤灰和硅灰达到致密堆积状态时的体积分数；um(di)为风积沙、水泥、粉煤灰和硅灰混合后的级配曲线；y为每种原材料的累积粒径分布曲线。
[0050]
上式要求um(di)与目标曲线ut(di)间的偏差最小化，可运用最小二乘法求其均方差和(rss)最小来实现，即：
[0051][0052]
其中，n代表有n个粒径。
[0053]
此即为配合比设计问题的目标函数，通过上述求解程序可确定出风积沙、水泥、硅灰和粉煤灰的掺配比为：0.90:0.67:0.14:0.19。
[0054]
实施例1
[0055]
本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆，按质量份数计包括如下组分：风积沙80份、水泥50份、粉煤灰19份、硅灰13份、纯净水24份和减水剂1份。
[0056]
本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆的制备方法，包括如下步骤：
[0057]
步骤1，称取定量原材料备用；
[0058]
步骤2，将sbr丁苯胶乳、减水剂与纯净水在塑料烧杯中混合，并搅拌均匀备用；
[0059]
步骤3，将风积沙、水泥、硅灰、粉煤灰倒入胶砂搅拌机中慢速干拌2min；
[0060]
步骤4，加入步骤2拌和均匀的sbr丁苯胶乳、减水剂、纯净水混合液，继续慢速搅拌1min，然后快速搅拌3min，即制得高韧型风积沙墙面装饰砂浆。
[0061]
实施例2
[0062]
本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆，按质量份数计包括如下组分：风积沙70份、水泥70份、sbr丁苯胶乳3份、粉煤灰18份、硅灰14份、纯净水26份和减水剂1.5份。
[0063]
本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆的制备方法，包括如下步骤：
[0064]
步骤1，称取定量原材料备用；
[0065]
步骤2，将减水剂与纯净水在混合塑料烧杯中，并搅拌均匀备用；
[0066]
步骤3，将风积沙、橡胶粉、水泥、硅灰、粉煤灰倒入胶砂搅拌机中慢速干拌1.5min；
[0067]
步骤4，加入步骤2拌和均匀减水剂、纯净水混合液，继续慢速搅拌0.75min，然后快速搅拌4min，即制得高韧型风积沙墙面装饰砂浆。
[0068]
实施例3
[0069]
本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆，按质量份数计包括如下组分：风积沙90份、水泥60份、橡胶粉5份、粉煤灰19份、硅灰13份、纯净水24份和减水剂0.5份。
[0070]
本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆的制备方法，包括如下步骤：
[0071]
步骤1，称取定量原材料备用；
[0072]
步骤2，将减水剂与纯净水在混合塑料烧杯中，并搅拌均匀备用；
[0073]
步骤3，将风积沙、eea增韧剂、水泥、硅灰、粉煤灰倒入胶砂搅拌机中慢速干拌1min；
[0074]
步骤4，加入步骤2拌和均匀减水剂、纯净水混合液，继续慢速搅拌0.5min，然后快速搅拌5min，即制得高韧型风积沙墙面装饰砂浆。
[0075]
实施例4
[0076]
本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆，按质量份数计包括如下组分：风积沙80份、水泥60份、eea增韧剂4份、粉煤灰18份、硅灰13份、纯净水25份和减水剂1份。
[0077]
本发明提供的一种高韧型风积沙墙面装饰砂浆的制备方法，包括如下步骤：
[0078]
步骤1，称取定量原材料备用；
[0079]
步骤2，将减水剂与纯净水在混合塑料烧杯中，并搅拌均匀备用；
[0080]
步骤3，将风积沙、eea增韧剂、水泥、硅灰、粉煤灰倒入胶砂搅拌机中慢速干拌2min；
[0081]
步骤4，加入步骤2拌和均匀减水剂、纯净水混合液，继续慢速搅拌0.5min，然后快速搅拌4min，即制得高韧型风积沙墙面装饰砂浆。
[0082]
性能测试：根据jtg e30-2005公路工程水泥及水泥混凝土试验规程对上述实施例中制备的轻质高韧型风积沙混凝土进行性能测试，测试结果见表一。
[0083]
流动度/mm28d抗压强度/mpa28d抗折强度/mpa墙体粘结强度/mpa实施例223067.515.30.42实施例319475.716.60.58实施例418382.319.00.74实施例519278.617.50.66
[0084]
由上表知：增韧剂对风积沙墙面装饰砂浆流动度具有一定降低作用，而对其抗折强度和粘结强度有一定提升，对其抗压强度影响较小。采用本说明书提出的原材料组成和制备方法研制的高韧型风积沙墙面装饰砂浆具有较好的粘结强度，在粉刷墙面过程中，能快速硬化，形成较大的粘结强度，最大限度减少掉浆脱落的风险。
[0085]
上述实施例为本发发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。