一种预拌砂浆及其应用
阅读说明：本技术 一种预拌砂浆及其应用 (Premixed mortar and application thereof ) 是由 王淼 李岩凌 刘文才 何强 周伟 陈向杰 于 2021-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种预拌砂浆,包含主料和辅料,其中,主料包含按重量分数计的以下材料：胶凝材料12～17％,摻合料12～17％,再生骨料68～71％；按预拌砂浆总重量分数计,辅料包含保水剂0.02％,减水剂0.025％,聚乙烯醇0.01％；胶凝材料为矿渣硅酸盐水泥和/或硅酸盐水泥,再生骨料为混凝土再生骨料和红砖再生骨料中的一种或两种,摻合料为二级粉煤灰,再生骨料颗粒粒径为0～10mm,再生骨料制备成预拌砂浆前经过高温煅烧降温冷却,所述高温煅烧温度为1330℃,煅烧时间为80min。本发明预拌砂浆不仅仅充分利用再生混凝土做骨料,更使用了红砖再生骨料,为大量的红砖建筑垃圾找到的再利用的途径。(The invention relates to ready-mixed mortar, which comprises main materials and auxiliary materials, wherein the main materials comprise the following materials in parts by weight: 12-17% of a cementing material, 12-17% of a doping material and 68-71% of a recycled aggregate; the auxiliary materials comprise 0.02 percent of water retention agent, 0.025 percent of water reducing agent and 0.01 percent of polyvinyl alcohol according to the total weight fraction of the ready-mixed mortar; the cementing material is slag portland cement and/or portland cement, the recycled aggregate is one or two of concrete recycled aggregate and red brick recycled aggregate, the doping material is secondary fly ash, the particle size of recycled aggregate particles is 0-10 mm, the recycled aggregate is calcined at high temperature and cooled down before being prepared into the ready-mixed mortar, the high-temperature calcination temperature is 1330 ℃, and the calcination time is 80 min. The premixed mortar not only fully utilizes recycled concrete as aggregate, but also utilizes red brick recycled aggregate, and provides a way for recycling a large amount of red brick construction waste.)
技术领域
本发明涉及土木工程材料技术领域，尤其是涉及一种预拌砂浆及其应用。
背景技术
预拌砂浆作为粉状的混合材料，预拌砂浆在建筑中一般为非承重材料，强度要求低，实现建筑垃圾再生骨料在预拌砂浆中的利用，不但可有效的节约资源、保护环境，而且可实现社会的可持续发展。
建筑垃圾的主要成分为混凝土、砖瓦、砂浆以及木屑、塑料、泡沫等杂质。混凝土、红砖、砂浆三种材料性能存在重大差异。混凝土强度标号高，而且其中含有石子、卵石等大粒径骨料，经过泵送、振捣等施工工艺后，成品较为密实，经过处置线处理后，破碎出的再生骨料品质较好，强度高，吸水率小；砖瓦自身强度低，经过烧结成型内部为多空结构，经过处置线处理后，破碎出的再生骨料强度低，吸水率大；砂浆材料本身强度低，骨料细，且性能差，经过处置线处理后，破碎出的再生骨料同样表现为强度低、吸水率大。
十多年以前科研院校就开始了再生骨料在混凝土以及预拌砂浆中的研究，但再生骨料的主要成分是混凝土再生骨料甚至是混凝土剥离水泥石后破碎的再生骨料，这种再生骨料相对于天然骨料来说，性能指标有所降低，但非常接近于天然骨料，混凝土再生骨料在预拌砂浆中的应用技术相对成熟，但是再生预拌砂浆并没有得到很好的推广应用，最大的原因就是再生混凝土骨料资源匮乏，不能满足预拌砂浆企业生产的需要。
现阶段拆除的建筑物主要是城市中的棚户区旧房改造或者农村自建房屋拆除，两种类型的建筑房屋主要结构形式是以红砖为主，混凝土含量很少。以红砖为主的建筑垃圾是目前建筑垃圾的主要构成，但是以红砖为主的建筑垃圾再生骨料的应用问题，还没有得到很好的认可，如何实现红砖再生骨料的应用问题，是建筑垃圾资源化利用的重点。
发明内容
基于此，有必要提供一种预拌砂浆。
一种预拌砂浆，包含主料和辅料，其中，主料包含按重量分数计的以下材料：胶凝材料12～17％，摻合料12～17％，再生骨料68～71％；按预拌砂浆总重量分数计，辅料包含保水剂0.02％，减水剂0.025％，聚乙烯醇0.01％；所述胶凝材料为矿渣硅酸盐水泥和/或硅酸盐水泥，所述再生骨料为混凝土再生骨料和红砖再生骨料中的一种或两种，所述摻合料为二级粉煤灰，所述再生骨料颗粒粒径为0～10mm，所述再生骨料制备成预拌砂浆前经过高温煅烧降温冷却，所述高温煅烧温度为1330℃，煅烧时间为80min。
在其中一个实施例中，按重量分数计，所述的胶凝材料为14％，所述的二级粉煤灰为13～17％，再生骨料为68～70％。
在其中一个实施例中，按重量分数计，其特征在于，所述硅酸盐水泥为14％，所述二级粉煤灰为16％，所述再生骨料为70％，所述保水剂为纤维素醚，所述减水剂为奈系减水剂，所述再生骨料颗粒粒径为5～10mm。
在其中一个实施例中，所述混凝土再生骨料占比20～30％。
在其中一个实施例中，所述混凝土再生骨料占比25％。
本发明第二方面提供预拌砂浆在抹灰预拌砂浆中的应用。
本发明的有益效果：
本发明提供的使用建筑垃圾制成的再生骨料代替天然骨料制备的预拌砂浆能够做到预拌砂浆2h稠度损失不明显，砂浆抗压强度符合使用标准，是一种优良的再生骨料预拌砂浆，本发明提供的预拌砂浆不仅仅充分利用再生混凝土做骨料，更使用了红砖再生骨料，为大量的红砖建筑垃圾找到的再利用的途径，实现了建筑垃圾资源化利用。
附图说明
图1为实施例1混凝土骨料不同占比对抹灰砂浆强度的影响；
图2为实施例2混凝土骨料不同占比对抹灰砂浆强度的影响；
图3为实施例3混凝土骨料不同占比对抹灰砂浆强度的影响；
图4为实施例1、2、3混凝土骨料不同占比对抹灰砂浆2h稠度损失的影响；
图5为胶凝材料对抹灰砂浆性能的影响；
图6为胶凝材料对2h稠度损失率影响。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
本实施例中的预拌砂浆包括主料和辅料，其中，主料包括按重量分数计的以下材料：硅酸盐水泥14％，二级粉煤灰16％，混凝土再生骨料和红砖再生骨料，混凝土再生骨料和红砖再生骨料总量为70％，所述再生骨料颗粒粒径为5～10mm。按预拌砂浆总重量分数计，辅料包含：保水剂0.02％，减水剂0.025％，聚乙烯醇0.01％，且所述再生骨料制备成预拌砂浆前经过高温煅烧降温冷却，所述高温煅烧温度为1330℃，煅烧时间为80min。
实施例2
本实施例中的预拌砂浆包括主料和辅料，其中，主料包括按重量分数计的以下材料：硅酸盐水泥为15％，二级粉煤灰17％，混凝土再生骨料和红砖再生骨料，混凝土再生骨料和红砖再生骨料总量为68％，所述再生骨料颗粒粒径为5～10mm。按预拌砂浆总重量分数计，辅料包含：保水剂0.02％，减水剂0.025％，聚乙烯醇0.01％，且所述再生骨料制备成预拌砂浆前经过高温煅烧降温冷却，所述高温煅烧温度为1330℃，煅烧时间为80min。
实施例3
本实施例中的预拌砂浆包括主料和辅料，其中，主料包括按重量分数计的以下材料：硅酸盐水泥为17％，二级粉煤灰12％，混凝土再生骨料和红砖再生骨料，混凝土再生骨料和红砖再生骨料总量为71％，所述再生骨料颗粒粒径为5～10mm。按预拌砂浆总重量分数计，辅料包含：保水剂0.02％，减水剂0.025％，聚乙烯醇0.01％，且所述再生骨料制备成预拌砂浆前经过高温煅烧降温冷却，所述高温煅烧温度为1330℃，煅烧时间为80min。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于，所述骨料使用的为天然骨料。
测试例
对实施例1-3以及对比例中的预拌砂浆进行性能测试，测试参数包括需水量、初始稠度、2h稠度损失率、湿容重、7d抗压强度、28d抗压强度、强度损失、质量损失均值。其中，调整实施例1-3中混凝土再生骨料摻量从0％到100％，测试得表1-3。对对比例1测试得表4。
表1
由表1可以看出，随着再生骨料中混凝土骨料占比的减小，红砖骨料占比的增加，抹灰砂浆的需水量呈增大趋势，纯红砖骨料比纯混凝土骨料需水量增加4.2％；同时湿容重呈下降趋势。主要原因是红砖再生骨料内部孔隙率大，致使红砖细骨料容重轻，且吸水率大。
在对混凝土骨料不同占比的抹灰砂浆进行抗冻性试验，结果表明，混凝土再生骨料和红砖再生骨料在不同配比条件下，抗冻性均满足标准要求的抗压强度损失小于25％，质量损失小于5％，而且从结果看，随着混凝土骨料的占比的增加，抗压强度损失和质量损失并无明显降低的趋势。
由图1可以看出，在水泥掺加14％，粉煤灰掺加16％的基础配合比情况下，再生骨料中混凝土的掺加量从0-100％，抹灰砂浆的抗压强度均满足M10强度要求。混凝土骨料的占比对抗压强度有一定影响，但影响程度不大；砖瓦类再生骨料抹灰砂浆需水量30.5％，混凝土再生骨料抹灰砂浆需水量为26.3％，而抹灰砂浆的28d强度红砖再生骨料大于混凝土再生骨料，从分析原因主要为红砖再生骨料自身吸水量大，在抹灰砂浆凝结后，红砖再生骨料中的水分缓慢释放，对抹灰砂浆中水泥的水化起到了促进作用，从而导致其抹灰砂浆抗压强度高。从另一方面分析，对于红砖再生骨料，虽然压碎值不高，但对于低强度的制品来说，红砖再生骨料制品的抗压强度完全可以达到混凝土再生骨料制品的抗压强度。
由表2可以看出，随着再生骨料中混凝土骨料占比的减小，红砖骨料占比的增加，抹灰砂浆的需水量呈增大趋势，纯红砖骨料比纯混凝土骨料需水量增加4.6％；同时湿容重呈下降趋势。主要原因是红砖再生骨料内部孔隙率大，致使红砖细骨料容重轻，且吸水率大。
在对混凝土骨料不同占比的抹灰砂浆进行抗冻性试验，结果表明，混凝土再生骨料和红砖再生骨料在不同配比条件下，抗冻性均满足标准要求的抗压强度损失小于25％，质量损失小于5％，而且从结果看，随着混凝土骨料的占比的增加，抗压强度损失和质量损失并无明显降低的趋势。
由图2可以看出，在水泥掺加15％，粉煤灰掺加17％的基础配合比情况下，再生骨料中混凝土的掺加量从0-100％，抹灰砂浆的抗压强度均满足M10强度要求。混凝土骨料的占比对抗压强度有一定影响，但影响程度不大；砖瓦类再生骨料抹灰砂浆需水量30.8％，混凝土再生骨料抹灰砂浆需水量为26.2％，而抹灰砂浆的28d强度红砖再生骨料大于混凝土再生骨料，从分析原因主要为红砖再生骨料自身吸水量大，在抹灰砂浆凝结后，红砖再生骨料中的水分缓慢释放，对抹灰砂浆中水泥的水化起到了促进作用，从而导致其抹灰砂浆抗压强度高。从另一方面分析，对于红砖再生骨料，虽然压碎值不高，但对于低强度的制品来说，红砖再生骨料制品的抗压强度完全可以达到混凝土再生骨料制品的抗压强度。
表2
由表3可以看出，随着再生骨料中混凝土骨料占比的减小，红砖骨料占比的增加，抹灰砂浆的需水量呈增大趋势，纯红砖骨料比纯混凝土骨料需水量增加4.5％；同时湿容重呈下降趋势。主要原因是红砖再生骨料内部孔隙率大，致使红砖细骨料容重轻，且吸水率大。
在对混凝土骨料不同占比的抹灰砂浆进行抗冻性试验，结果表明，混凝土再生骨料和红砖再生骨料在不同配比条件下，抗冻性均满足标准要求的抗压强度损失小于25％，质量损失小于5％，而且从结果看，随着混凝土骨料的占比的增加，抗压强度损失和质量损失并无明显降低的趋势。
表3
由图3可以看出，在水泥掺加17％，粉煤灰掺加12％的基础配合比情况下，再生骨料中混凝土的掺加量从0-100％，抹灰砂浆的抗压强度均满足M10强度要求。混凝土骨料的占比对抗压强度有一定影响，但影响程度不大；砖瓦类再生骨料抹灰砂浆需水量30.6％，混凝土再生骨料抹灰砂浆需水量为26.1％，而抹灰砂浆的28d强度红砖再生骨料大于混凝土再生骨料，从分析原因主要为红砖再生骨料自身吸水量大，在抹灰砂浆凝结后，红砖再生骨料中的水分缓慢释放，对抹灰砂浆中水泥的水化起到了促进作用，从而导致其抹灰砂浆抗压强度高。从另一方面分析，对于红砖再生骨料，虽然压碎值不高，但对于低强度的制品来说，红砖再生骨料制品的抗压强度完全可以达到混凝土再生骨料制品的抗压强度。
从图4可以看出，混凝土骨料占比大于64％时，抹灰砂浆稠度损失均小于24％，但波动比较大，没有明显的变化规律；混凝土骨料占比小于64％时，随着混凝土再生骨料占比的减小，抹灰砂浆2h稠度损失呈现升高的趋势，混凝土骨料为0，纯红砖再生骨料抹灰砂浆2h稠度损失接近于30％。
综上所述，再生骨料应用于抹灰砂浆中，对抹灰砂浆的抗压强度、抗冻性影响不大，抹灰砂浆的保水率、粘结强度更多的受外加剂的影响，再生骨料替代天然骨料应用于抹灰砂浆中，对抹灰砂浆性能影响最大的是2h稠度损失率的指标，这也是由于再生骨料本身吸水率大于天然骨料决定的，因此如何解决2h稠度损失率，是实现再生骨料应用于预拌砂浆中的主要问题。
表4
由表1、表2、表3、表4可知本发明使用再生骨料所制得的预拌砂浆与天然骨料所制得的预拌砂浆性能相当，但本发明使用了再生混凝土骨料和红砖再生骨料，大量的利用了建筑垃圾，实现了建筑垃圾资源化利用。
图5中以42.5普通硅酸盐水泥为胶凝材料的抹灰砂浆，掺加量达到12％的情况下，28d抗压强度均达到10MPa的要求。图6中胶凝材料掺加量为14％，掺合料在12％-17％范围内，2h稠度损失率呈降低趋势，从29％逐渐降低为20％，但抗压强度因为需水量的增加呈现下降趋势。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
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