[發(fā)明專利]一種磚石建筑修補用輕質(zhì)高強天然水硬性石灰砂漿及其制備方法

在審

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• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN105254261A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王菊琳;徐樹強
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: C04B28/12
• 分類號: C04B28/12;C04B18/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種天然水硬性石灰砂漿及其制備方法，尤其涉及一種應(yīng)用于磚石建筑加固修補的輕質(zhì)高強天然水硬性石灰砂漿及其制備方法。

背景技術(shù)

天然水硬性石灰由含有一定數(shù)量硅質(zhì)粘土雜質(zhì)的石灰石礦在低于燒結(jié)溫度下制成，它分別含有水泥、石灰中的部分組分。天然水硬性石灰能與被加固材料很好地相容，近年來，天然水硬性石灰被廣泛應(yīng)用于古建筑特別是磚石建筑的加固修復(fù)中并取得了很好的加固效果，然而存在其不能滿足更高強度的建筑結(jié)構(gòu)修復(fù)要求的情況。生產(chǎn)加工天然水硬性石灰需要消耗大量能源、資源，并且在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生二氧化碳溫室氣體及粉塵等，從而對環(huán)境造成污染，目前天然水硬性石灰還有很大的需求量。另外，工業(yè)生產(chǎn)、建筑及科學(xué)研究中產(chǎn)生很多廢棄的磚石材料，這些材料常未經(jīng)合適的處理被直接丟棄，對環(huán)境造成污染。全球變暖、環(huán)境問題日益加重、資源匱乏是擺在全人類面前的主要問題，采用一些物質(zhì)替代部分天然水硬性石灰及資源回收利用是解決這些問題較為有效的途徑。此外，建筑材料一直在向輕質(zhì)方向發(fā)展，在建筑物的內(nèi)外墻體、層面、露面、立柱等建筑結(jié)構(gòu)中采用輕質(zhì)砂漿，可以有效地降低建筑結(jié)構(gòu)的自重，提高構(gòu)建的承載能力，增強建筑物的抗震能力。硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖，它主要由古代硅藻的遺骸所組成，含有高含量天然無定型活性二氧化硅，是一種具有較高活性的火山灰組分且比重較低，硅藻土資源較多，易得并且加工工藝簡單，耗能少且對環(huán)境污染少。目前，關(guān)于用火山灰組分替代部分天然水硬性石灰的研究很少，沒有關(guān)于采用硅藻土替代部分天然水硬性石灰應(yīng)用的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了在減輕上述全球變暖、環(huán)境污染、資源匱乏等問題的同時，提供一種應(yīng)用于磚石建筑加固修復(fù)的輕質(zhì)高強天然水硬性石灰砂漿及其制備方法。采用本發(fā)明的制備方法獲得的天然水硬性石灰砂漿具有輕質(zhì)高強的特點，并且提高了砂漿的耐酸與耐硫酸鹽膨脹性能，尤其是減輕了全球變暖、環(huán)境污染、資源匱乏等問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：以天然水硬性石灰（NHL2）為主體膠結(jié)材料，用硅藻土以10wt%的比例替代天然水硬性石灰，以廢棄磚石粉（混合料）為骨料，采用膠結(jié)料與骨料的質(zhì)量比為1:2，采用0.6的水膠比制備天然水硬性石灰砂漿。

其中采用的硅藻土中火山灰活性成分所占比例不少于25%，廢棄磚石粉粒級在0-1mm范圍內(nèi)，其主要成分包括：石英、綠泥石、透閃石、鈉長石、碳酸鈣及白云石。

本發(fā)明的有益效果是：采用本發(fā)明的制備方法充分利用了磚石建筑中產(chǎn)生的廢料，硅藻土相比于NHL2具有低的比重，獲得的天然水硬性石灰砂漿具有輕質(zhì)的特點，減輕了非承重建筑體的重量和提高了安全性能，同時使得制備相同體積的砂漿所需的原料總量特別是天然水硬性石灰的用量減少，這種制備方法同時減少了磚石廢料與生產(chǎn)天然水硬性石灰對環(huán)境造成的污染。采用此種制備方法提高了砂漿強度，可以應(yīng)用于更高強度設(shè)計要求的建筑修復(fù)中，并且提高了砂漿的耐酸與耐硫酸鹽膨脹性能，使得砂漿能更好地發(fā)揮修復(fù)作用。

具體實施方案

以下結(jié)合砂漿具體制備過程對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步解釋。

采用水泥砂漿攪拌機制備天然水硬性石灰砂漿，稱取450g天然水硬性石灰（NHL2），50g硅藻土，將二者均勻混合后按照0.6的水膠比向其中加入300g水，稱取1000g廢棄磚石粉放入漏槽中，啟動攪拌機，把攪拌機調(diào)到自動檔，慢攪一分鐘，快攪一分鐘，停止一分鐘，再快攪一分鐘，即得到攪拌好的新制砂漿。采用40×40×160mm的試模振動成型，成型試樣在20℃及90%濕度條件下養(yǎng)護(hù)48小時后脫模。脫模后的試樣放置于20℃及70%相對濕度的恒溫恒濕箱中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)28天與90天后砂漿試樣的抗壓強度分別為2.57MPa與5.6MPa，而未采用硅藻土替代天然水硬性石灰的砂漿試樣相應(yīng)的強度分別為1.95MPa與3.85MPa。