[發明專利]一種高性能建筑粘結材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200710045932.8
• 申請日: 2007-09-13
• 公開（公告）號: CN101148341A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 劉斯鳳;王培銘
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B22/06;C04B14/06
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種高性能建筑粘結材料及其制備方法。

背景技術

聚合物改性水泥砂漿由于其高的粘結強度和高的抗裂性能得到了越來越廣泛的應用。水泥是一種高污染的工業產品。隨著環保意識的增強，人們致力于尋求水泥的替代品，并致力于提高修補材料與舊混凝土粘結的耐久性能。

地聚合物是一種綠色環保型膠凝材料。地聚合物是用堿激發硅鋁質原料，在常溫下通過化學反應得到的一類新型無機膠凝材料。地聚合材料的原料來源廣，成本低廉。其中硅鋁質原料可采用各硅、鋁質礦物和工業固體廢棄物，如粉煤灰、(偏)高嶺土、礦渣、沸石、石英砂、建筑廢棄物等；堿激發劑主要采用NaOH和水玻璃。因此，地聚合物既具有有機高聚物、陶瓷、水泥的優良性能，又具有原材料來源廣泛，工藝簡單，能耗少，環境污染小，成本低廉等優點。

本發明充分利用地聚合物材料原材料廣泛的特點，利用工業廢棄物粉煤灰與偏高嶺土復合制備出同時具有高粘結性能及高粘結耐久性的粘結材料，從而在達到高粘結強度的同時兼具節能、環保作用，進而相對降低了成本，提高了產品的市場競爭力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有節能、環保作用的高性能建筑粘結材料及其制備方法。

本發明提出的一種高性能建筑粘結材料，由膠結粉料、堿性溶液和砂子組成，其中，膠結粉料與堿性溶液的質量比為1.5∶1～2∶1，砂子與膠結粉料的質量比為6∶4～7∶3；所述膠結粉料由粉煤灰、偏高嶺土和乳膠粉組成，偏高嶺土和粉煤灰的質量比為2～6∶8～4，乳膠粉與膠結粉料的質量比為0～1∶10；所述堿性溶液由水玻璃、氫氧化鈉和水配制而成，其重量比為：水玻璃∶氫氧化鈉∶水＝2～6∶1.4～1∶6.6～3。

本發明中，所述水玻璃的模數為3.3。

本發明中，所述乳膠粉表觀密度為540g/L，灰分為11％，其最低成膜溫度為4℃。

本發明提出的高性能建筑粘結材料的制備方法：其具體步驟為：將水玻璃、氫氧化鈉和水按重量配比配制成堿性溶液，并冷卻到室溫；將膠結粉料和砂子放入攪拌機中，混合均勻，然后將堿性溶液加入到攪拌機中，攪拌均勻，即得所需建筑粘結材料。

本發明與現有類似技術相比，具有如下主要優點：

1.原材料選擇的多樣性。本發明產品所用的膠結粉料粉煤灰是工業廢棄物，偏高嶺土是一種低能耗材料，使其在地聚合物中的利用率達80％以上。而目前的粘結材料主要是高污染的水泥，所以，本發明產品可以減少生產能耗，節約資源，更具市場競爭力。

2.規模化。本發明制備方法簡單，不需要特殊的工藝，適于大規模工業化生產，容易產生規模效益。

3.高粘結耐久性。與傳統粘結材料相比，本發明產品除了較高的自身粘結抗拉性能外，它與混凝土的粘結性能及耐久性都明顯提高；而且粘結效果獨特，在干濕交替和凍融循環交互作用惡劣的環境下能夠起到更長久的粘結作用。

4.低成本。本發明產品制備工藝簡單，并大量利用廢物，成本低廉。

所以，本發明提供的技術方法比傳統的類似技術方法更具有實用價值。

本發明提供的粘結材料中，各種原材料既具有不同作用，又相互作用，制備工藝設計也都各具特色。首先，本發明產品的2種功能通過2種途徑實現：粘結性能依靠水玻璃的高效膠結作用以及人工壓實成型工藝所形成的緊密的界面結構；其次，粘結耐久性能依靠乳膠粉摻入后形成的密閉孔隙大大降低了水的吸入，加之其本身具有的彈性性能，使得其抗凍融循環能力得到了很大提高。

附圖說明

圖1為本發明實施例3所得建筑粘結材料與混凝土板28天的粘結強度比較。

具體實施方式

下面通過實施例進一步說明本發明。

實施例1-實施例9：

分別按照表1的配方配制粘結材料，具體的制備方法是：將水玻璃、氫氧化鈉和水配制成堿性溶液，并冷卻到室溫；將膠結粉料偏高嶺土、粉煤灰、乳膠粉和砂子同時放入攪拌機中，使其混合均勻，然后將堿性溶液均勻地加入到攪拌機中，制成地聚合物砂漿。測試所得建筑粘結材料與混凝土板的粘結抗拉強度。預制混凝土板的抗壓強度≥30MPa，尺寸為250mm×250mm×50mm。之前將混凝土底板用吸塵器吸去表面灰塵，然后將拌和好的建筑粘結材料在混凝土底板抹出一個50mm×50mm×5mm大小的粘結塊，試樣成型好之后，在20±3℃溫度下、相對濕度為50±5％的養護室內養護至14天，每個配比測試4組數據。

表1建筑粘結材料的配方(質量比)

將所得粘結材料進行粘結耐久試驗：