一种防水、粘接、填缝三合一砂浆及其制备方法
阅读说明：本技术 一种防水、粘接、填缝三合一砂浆及其制备方法 (Waterproof, bonding and joint filling three-in-one mortar and preparation method thereof ) 是由 胡鹏 冯建华 张晓克 于 2019-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种防水、粘接、填缝三合一砂浆及其制备方法,属于建筑材料技术领域,防水、粘接、填缝三合一砂浆其原料包含水泥、石英砂、高分子聚合物、施工助剂、明矾石膨胀剂、掺合料、砂。本发明通过高分子聚合物、施工助剂的协同作用,使砂浆防水的同时粘接牢固；在砂浆中添加明矾石膨胀剂,提高砂浆的抗拉强度,防止砂浆出现裂缝；在砂浆中使用掺合料,实现废物利用。(The invention discloses waterproof, bonding and joint filling three-in-one mortar and a preparation method thereof, belonging to the technical field of building materials. The invention enables the mortar to be waterproof and firmly bonded through the synergistic effect of the high molecular polymer and the construction auxiliary agent; the alunite expanding agent is added into the mortar, so that the tensile strength of the mortar is improved, and cracks are prevented from appearing in the mortar; the admixture is used in the mortar, so that the waste utilization is realized.)
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种防水、粘接、填缝三合一砂浆及其制备方法。
背景技术
瓷砖饰面系统是我国建筑工程中最常用的装饰饰面之一，具有抗冲击能力强，耐久性好、易清洗等特点；但经常伴随渗水、空鼓、脱落等问题。目前用作瓷砖饰面常用的粘接、填缝材料有：纯水泥浆、水泥砂浆、柔性瓷砖粘接剂、硅胶等。纯水砂浆和水泥砂浆刚度大、吸水率大，会产生膨胀内应力；柔性瓷砖粘接剂可塑性大，在施工时易流淌破坏饰面平整度；硅胶价格昂贵，易老化，且在施工过程中很难控制平整度。
由于普通砂浆存在较大的收缩值，时间久了容易产生开裂、脱落的现象，因此需要开发防水、粘接以及填缝性能优良的砂浆。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种防水、粘接、填缝三合一砂浆，其具有防水、填缝性能好以及粘接牢固的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种防水、粘接、填缝三合一砂浆，按重量份数计，其原料包含水泥5～15份，石英砂5～12份，高分子聚合物0.5～2份，施工助剂0.1～1份，明矾石膨胀剂0.1～1份，掺合料2～5份，砂5～15份；
其中，所述的高分子聚合物为可再分散胶粉；
所述的施工助剂为羟丙基甲基纤维素或甲基纤维素的一种或两种；
所述掺合料为粉煤灰、矿渣微粉、硅灰的一种或多种。
通过采用上述技术方案，石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2。石英砂是重要的工业矿物原料，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。石英砂具有很强的抗酸性介质浸蚀能力，在建筑行业中可用于制取耐酸砂浆及耐酸砂浆。
可再分散胶粉是由一种醋酸乙烯酯与叔碳酸乙烯酯或乙烯或丙烯酸酯等二元或三元的共聚物，经过喷雾干燥得到的改性乳液粉末，它具有良好的可再分散性，与水接触时重新分散成乳液，重新形成稳定的聚合物乳液，并且其化学性能与初始乳液完全相同。可再分散胶粉在水中分散后，水分蒸发，在干燥后砂浆内形成聚合物膜，改善砂浆各项性能。胶粉颗粒填充了砂浆的空腔，砂浆的密实度增加，提高砂浆的抗冲击性，耐久性，耐磨性；可再分散胶粉成膜后，可在不同的基材上形成高抗拉强度和粘接强度，成膜的聚合物胶粉作为增强材料分布于整个砂浆体系中，增加砂浆的内聚力；可再分散胶粉在砂浆孔腔及表面成膜，聚合物树脂胶膜遇水后不会二次分散，阻止了水份的入侵，提高了抗渗性。
建筑级纤维素醚是碱纤维素与醚化剂在一定条件下反应生成一系列产物的总称。纤维素醚在砂浆中溶解后，由于表面活性作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布，而纤维素醚作为一种保护胶体，“包裹”住固体颗粒，并在其外表面形成一层润滑膜，使砂浆体系更稳定，也提高了砂浆在搅拌过程的流动性和施工的滑爽性；纤维素醚溶液由于自身分子结构特点，使砂浆中的水份不易失去，并在较长的一段时间内逐步释放，赋予砂浆良好的保水性和工作性。羟丙基甲基纤维素是属于非离子型纤维素混合醚中的一个品种，其具有增稠能力、排盐性、PH稳定性、保水性、尺寸稳定性、优良的成膜性以及广泛的耐酶性、分散性和粘接性等特点，可作为水泥砂浆的保水剂、缓凝剂使砂浆具有泵送性。羟丙基甲基纤维素用作粘贴瓷砖的粘贴增强剂，还可以减少水泥用量。甲基纤维素是一种非离子纤维素醚，广泛用于建筑业，如用水泥、灰浆、接缝胶泥等的混合剂。
膨胀剂是一种化学外加剂，加在水泥中，当水泥凝结硬化时，随之体积膨胀，起补偿收缩和张拉钢筋产生预应力以及充分填充水泥间隙的作用，作为砂浆防渗层或砂浆防潮层，主要有明矾石膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂、铁屑膨胀剂、氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂等。明矾石膨胀剂是由天然明矾石和无水石膏磨细而成，是一种适度膨胀的膨胀剂，当明矾石膨胀剂加入普通水泥和水搅拌后，与硅酸钙析出的氢氧化钙作用形成水化硫铝酸钙。当明矾石膨胀而产生拉应力，同时在砂浆中产生相应的压力，提高了砂浆早期抗拉强度，推迟了砂浆收缩的产生进程，其抗拉强度足以抵抗收缩产生的应力，从而防止收缩裂缝的出现，使孔隙率降低。
掺合料可分为活性掺合料和非活性掺合料。活性矿物掺合料本身不硬化或者硬化速度很慢，但能与水泥水化生成氧化钙起反应，生成具有胶凝能力的水化产物，如粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、沸石粉、硅灰等。粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，粉煤灰可资源化利用，如作为砂浆的掺合料。在砂浆中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料；减少了用水量；改善了砂浆拌和物的和易性；增强砂浆的可泵性；减少水化热、热能膨胀性；提高砂浆抗渗能力。矿渣微粉作为高性能砂浆的新型掺合料，具有改善砂浆各种性能的优点，具体表现为：可以大幅度提高水泥砂浆的强度；可以有效抑制水泥砂浆的碱骨料反应，显著提高水泥砂浆的抗碱骨料反应性能，提高水泥砂浆的耐久性；可以显著减少水泥砂浆的泌水量，改善砂浆的和易性；可以显著提高水泥砂浆的致密性，改善水泥砂浆的抗渗性；可以显著降低水泥砂浆的水化热，适用于配置大体积砂浆。矿渣微粉等量替代各种用途砂浆及水泥制品中的水泥用量，可以明显的改善砂浆和水泥制品的综合性能。硅灰也叫硅粉或微硅粉，是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成，硅粉可用于砂浆中改善砂浆的各项性能。
砂是细碎的石，是组成砂浆和砂浆的主要组成材料之一，是土木工程的大宗材料。砌筑砂浆用砂应符合砂浆用砂的技术性质要求。
较优选地，其原料包含水泥8～12份，石英砂9～10份，高分子聚合物0.8～1.5份，施工助剂0.3～0.8份，明矾石膨胀剂0.3～0.8份，掺合料3～4份，砂9～13份。
较优选地，其原料包含水泥10份，石英砂9.5份，高分子聚合物1份，施工助剂0.5份，明矾石膨胀剂0.5份，掺合料3.3份，砂11份。
通过采用上述技术方案，高分子聚合物胶粉在不同的基材上形成高粘接强度，并且能够防止水分入侵，施工助剂具有增稠能力，可做粘贴瓷砖的粘接增强剂，高分子聚合物、施工助剂协同作用，使砂浆防水的同时粘接牢固；明矾石膨胀产生拉应力，提高砂浆的抗拉强度，防止砂浆出现裂缝；在砂浆中添加掺合料，实现了废物利用。
进一步地，所述可再分散胶粉为醋酸乙烯酯与叔碳酸乙烯酯或乙烯或丙烯酸酯的二元或三元的共聚物。
进一步地，所述施工助剂中羟丙基甲基纤维素与甲基纤维素的比例为1∶1。
进一步地，所述施工助剂中羟丙基甲基纤维素与甲基纤维素的比例为3∶2。
进一步地，所述掺合料中粉煤灰、矿渣微粉、硅灰的比例为8∶7∶5。
进一步地，所述掺合料中粉煤灰、矿渣微粉、硅灰的比例为15∶10∶8。
进一步地，所述砂的粒径不大于2mm。
通过采用上述技术方案，由于砂浆层较薄，对砂子最大粒径应有所限制。对于砖砌体以使用中砂为宜。
本发明的第二个目的在于提供一种防水、粘接、填缝三合一砂浆的制备方法，其具有制备方法简单、混合均匀的优点。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种防水、粘接、填缝三合一砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量水泥、石英砂、高分子聚合物、施工助剂、明矾石膨胀剂、掺合料、砂；
(2)将称量的原料投进搅拌机内，搅拌混合30～50min，得到防水、粘接、填缝三合一砂浆。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明的防水、粘接、填缝三合一砂浆，不仅防水性能好、粘接牢固，而且能够防止出现收缩裂缝，加入的掺合料实现了废物利用，降低了砂浆的生产成本。
第二、通过丙烯酸可再分散胶粉和施工助剂的协同作用，使砂浆防水且粘接牢固，成膜的聚合物胶粉在不同的基材上形成高粘接强度，同时增加砂浆的内聚力，并且能够阻止水分入侵，提高砂浆的防水性能；施工助剂具有增稠能力，用作粘贴瓷砖的粘接增强剂。
第三、通过在砂浆中添加明矾石膨胀剂，明矾石膨胀产生拉应力，提高砂浆的抗拉强度，使砂浆的抗拉强度足以抵抗收缩产生的应力，防止出现收缩裂缝。
第四、本发明的砂浆的制备方法简单，使用砂浆时，根据需求调节加水量即可，简化了施工流程。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
表1实施例中防水、粘接、填缝三合一砂浆中各原料的含量(单位：kg)
实施例1
一种防水、粘接、填缝三合一砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照表1中的原料含量称取水泥、石英砂、丙烯酸可再分散胶粉、丙烯酸可再分散胶粉、甲基纤维素、明矾石膨胀剂、粉煤灰、矿渣微粉、矿渣微粉、粒径为1～2mm的砂；
(2)将称量的原料投进搅拌机内，搅拌混合40min，得到均匀的防水、粘接、填缝三合一砂浆。
实施例2～5
一种防水、粘接、填缝三合一砂浆的制备方法与实施例1相同，各原料添加量如表1所示。
对比例1
对比例1和实施例3的区别在于，制备防水、粘接、填缝三合一砂浆的施工助剂中未添加甲基纤维素。
对比例2
对比例2和实施例3的区别在于，制备防水、粘接、填缝三合一砂浆的施工助剂中未添加羟丙基甲基纤维素。
对比例3
对比例3和实施例3的区别在于，制备防水、粘接、填缝三合一砂浆的原料中未添加丙烯酸可再分散胶粉。
对比例4
对比例4和实施例3的区别在于，制备防水、粘接、填缝三合一砂浆的原料中未添加粉煤灰。
对比例5
对比例5和实施例3的区别在于，制备防水、粘接、填缝三合一砂浆的原料中未添加施工助剂。
对比例6
对比例6和实施例3的区别在于，制备防水、粘接、填缝三合一砂浆的原料中未添加明矾石膨胀剂。
性能测试
对各实施例和对比例的防水、粘接、填缝三合一砂浆进行性能评价试验，测试结果见表2。依照《聚合物水泥防水砂浆》JC/T984-2011、《陶瓷墙地砖胶粘剂》JC/T547-2005和《陶瓷墙地砖填缝剂》JC/T1004-2006三种材料的标准要求，检测砂浆的抗压强度、粘接强度、耐碱耐热性、凝结时间等技术指标。
表2各实施例及对比例的防水、粘接、填缝三合一砂浆的性能测试数据
从表2中可以看出，本发明的防水、粘接、填缝三合一砂浆具有良好的粘接强度，并且提高了砂浆的抗压强度和抗折强度，同时本发明的砂浆耐碱、耐热、抗冻，无开裂、剥落现象。
通过对比实施例3和对比例3，对比例3和实施例3的区别在于防水、粘接、填缝三合一砂浆的原料中未添加丙烯酸可再分散胶粉，由此可以看出，通过在砂浆中加入丙烯酸可再分散胶粉，明显提高了砂浆的粘接强度和防水性能，主要是因为丙烯酸可再分散胶粉颗粒填充了砂浆的空腔，砂浆的密实度增加，提高砂浆的抗冲击性，耐久性，耐磨性；可再分散胶粉成膜后，可在不同的基材上形成高抗拉强度和粘接强度，成膜的聚合物胶粉作为增强材料分布于整个砂浆体系中，增加砂浆的内聚力；可再分散胶粉在砂浆孔腔及表面成膜，聚合物树脂胶膜遇水后不会二次分散，阻止了水份的入侵，提高了抗渗性。
通过对比实施例3和对比例5，对比例5与实施例3的区别在于，制备防水、粘接、填缝三合一砂浆的原料中未添加施工助剂，由此可以看出，通过在砂浆中加入羟丙基甲基纤维素和甲基纤维素，提高了砂浆的粘接强度，这主要是由于施工助剂作为粘接增强剂，在砂浆中溶解后，在固体颗粒的外表面形成一层润滑膜，使砂浆体系更稳定，使砂浆中的水份不易失去，并在较长的一段时间内逐步释放，赋予砂浆良好的保水性和工作性。
通过对比实施例3和对比例6，对比例6和实施例3的区别在于，制备防水、粘接、填缝三合一砂浆的原料中未添加明矾石膨胀剂，由此可以看出，通过在砂浆中加入明矾石膨胀剂，防止砂浆出现收缩裂缝，这是因为明矾石与水中的硅酸钙析出的氢氧化钙作用形成水化硫铝酸钙，明矾石膨胀产生拉应力，提高了砂浆早期抗拉强度，推迟了砂浆收缩的产生进程，其抗拉强度足以抵抗收缩产生的应力，从而防止收缩裂缝的出现，使孔隙率降低。
本发明的防水、粘接、填缝三合一砂浆的制备方法简单，使用砂浆时，根据需求调节加水量即可，简化了施工流程，房屋内瓷砖可以一次铺贴到位，无需更换材料。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。