一种高保水低收缩家装水泥及其制备方法与流程

本发明涉及建筑装修材料，具体涉及一种高保水低收缩家装水泥及其制备方法。

背景技术：

1、家装水泥是建筑装饰装修领域的核心基础材料，广泛应用于室内地面找平、墙面抹灰、瓷砖粘贴、厨卫防水基层处理、小型砌筑等场景，其性能直接决定家装工程的施工便捷性、外观质量及长期耐久性，与居住环境的安全性、舒适性密切相关。随着居民生活水平的提升，家装市场对水泥的要求已从传统的“强度达标”向“多功能、易施工、环保稳定”方向升级，不仅需要满足基本的力学性能要求，更对保水性、稳泡性、施工和易性等关键指标提出了更高标准。

2、然而，据相关统计，每年因水泥砂浆泛碱、开裂、空鼓、脱落等质量问题进行返修的装修工程数量庞大。现有家装水泥在实际应用中主要存在以下技术缺陷：（1）保水性不足：家装施工多为手工操作，若水泥浆体保水性不足，易出现水分快速流失、泌水离析现象，导致墙面、地面起砂、空鼓、开裂，瓷砖粘贴后易脱落。现有高保水方案普遍采用膨润土作为保水矿物，但在水泥强碱体系下膨润土层状结构易崩塌，高温施工时保水性能快速失效，且高掺膨润土会大幅提升需水量，硬化干缩大，加剧开裂风险。（2）收缩开裂严重：水泥基材料在硬化过程中因化学减缩、干燥和降温产生的收缩拉应力，易导致抹灰层和粘贴层开裂。传统解决方案多依赖钙矾石的微膨胀补偿，但单一补偿机制效果有限，难以满足家装薄层施工的抗裂要求。（3）粘结强度不足与泛碱问题：现有水泥与瓷砖、砌块等基材的界面粘结强度偏低，易引发空鼓脱落；同时水泥中游离碱随水分迁移至表面形成泛碱，严重影响装修美观。

3、因此，研发一种能同时实现高保水、低收缩、高强度、抑泛碱的家装水泥，已成为本领域亟待解决的技术需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术缺陷和不足，提供了一种高保水低收缩家装水泥及其制备方法，该家装水泥选取绿色无机材料，控制水泥熟料矿物成分，辅助高保水性掺合材料及助磨剂，复合粉磨工艺，多方位协同调控水泥性能，使水泥具备高保水性、良好的和易性以及低收缩特性。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种高保水低收缩家装水泥，包括以下质量百分比的原材料：

4、普通硅酸盐水泥熟料62%~67%；

5、掺合材料31%~36%；

6、石膏2%~4%；

7、以及占普通硅酸盐水泥熟料、掺合材料和石膏总质量0.05%~0.2%的助磨剂；

8、普通硅酸盐水泥熟料的矿物组成按质量百分比包括：40%~55%c3s、20%~30%c2s、8%~12%c3a、10%~15%c4af。

9、进一步地，掺合材料由以下质量百分比的材料组成：

10、粉煤灰 50%~57%；

11、石灰石 30%~35%；

12、改性活化造纸白泥 7%~9%；

13、超细海泡石粉 5%~8%。

14、进一步地，改性活化造纸白泥为造纸碱回收过程中产生的苛化白泥，经过以下梯度低温活化预处理：将苛化白泥先经100℃预干燥2h，再升温至160~180℃恒温活化1.5h，冷却后筛分至5~30μm，得到碳酸钙含量为85%~95%的改性活化造纸白泥。

15、进一步地，超细海泡石粉的化学组成按质量百分比包括：54%~60%sio2、21%~25%mgo；超细海泡石粉为长径比为8~12:1的纤维状粉体，比表面积为350-400m2/g。

16、进一步地，石膏为混合石膏，由天然二水石膏和硬石膏按照质量比7:3组成。

17、进一步地，助磨剂由以下质量百分比的材料组成：

18、二乙醇单异丙醇胺 20%~25%；

19、三异丙醇胺 5%~10%；

20、聚乙二醇 1%~3%；

21、羟乙基甲基纤维素 0.5%~1%；

22、甘油 3%~6%；

23、无水硫酸钠 5%~10%；

24、水 55%~60%。

25、进一步地，二乙醇单异丙醇胺为浓度为85%的二乙醇单异丙醇胺水溶液，聚乙二醇为液体聚乙二醇400，羟乙基甲基纤维素为10万黏度的羟乙基甲基纤维素。

26、一种高保水低收缩家装水泥的制备方法，包括以下步骤：

27、s1、按配比取粉煤灰、石灰石、改性活化造纸白泥、超细纤维状海泡石粉，以转速80r/min预混15min，得到掺合材料备用；

28、s2、将水恒温加热至40℃，依次加入甘油、聚乙二醇以转速120r/min搅拌溶解，再加入二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺，超声分散15min，最后加入羟乙基甲基纤维素、无水硫酸钠，持续超声分散至完全透明均一体系，得到无团聚颗粒的助磨剂；

29、s3、将普通硅酸盐水泥熟料、石膏、以及s1得到的掺合材料投入球磨机，分两段粉磨：第一段以转速18~21 r/min预磨5min；第二段以转速23~27 r/min精磨，全程控温≤120℃，粉磨过程中采用高压雾化均匀喷洒s2制备的助磨剂；

30、s4、粉磨至45μm筛余5%~8%、比表面积350~370m2/kg，出料后静置陈化20min，即得所述家装水泥。

31、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

32、1、本发明主要采用铝酸三钙(c3a)含量较高的硅酸盐水泥熟料，c3a的快速水化特性，不仅生成大量微细水化铝酸钙凝胶，凝胶具备大比表面积、强吸附自由水能力，能显著减少泌水、离析，提升砂浆保水性及粘聚性；还可生成产物钙矾石，提高早期强度，缩短工期，为材料的力学性能和长期耐久性提供了关键保障，钙矾石能补偿砂浆因化学减缩、干燥或降温产生的收缩，内部生成预压应力以抵消收缩拉应力，从而有效抑制开裂。

33、2、本发明采用的海泡石粉具有独特的层链状晶体结构和发达的纳米级微孔，在水泥强碱性体系中结构稳定、不被破坏，能够通过纳米微孔的可逆吸附与缓释作用持续为水泥水化提供内养护水分，有效减缓浆体内部湿度下降速率，减少自收缩和干燥收缩；其纤维状晶体形态在硬化浆体中可发挥微纤维桥接作用，抑制微裂纹扩展，提升水泥石的整体性和抗裂能力。同时，海泡石粉富含活性sio2和mgo，可与水泥水化产物ca(oh)2发生二次水化反应，生成额外的c-s-h凝胶和富镁硅酸盐水化产物，进一步密实界面过渡区，在提升水泥石密实度的同时显著增强硬化浆体与基材的界面粘结强度，从而同步实现高保水、高强度与高耐久性。

34、本发明采用的造纸厂石灰污泥经梯度低温活化预处理后，其中的碳酸钙与活性硅铝组分协同发挥多重功能：一方面，活化后的石灰污泥颗粒级配优化，通过微集料填充效应有效填充水泥石中的毛细孔和微裂纹，提高硬化浆体密实度，阻断水分迁移通道，进而改善保水性能并降低有害孔隙率；另一方面，活化石灰污泥中的活性硅铝组分可有效吸附和固化水泥水化产生的游离碱，将其转化为稳定的不溶性矿物相，减少可迁移至表面的自由碱含量，从而有效抑制墙面泛碱现象，解决家装水泥的泛碱美观问题；此外，残留的适量ca(oh)2在水化过程中持续参与火山灰反应，协同调控水泥水化进程，优化水化产物组成和微观结构，既保证了早期强度的稳定发展，又通过减少可迁移自由碱的含量进一步降低干燥收缩，从而赋予水泥优异的体积稳定性和施工适应性。

35、3、本发明通过严控粉磨工艺参数，在保障助磨剂效能稳定的前提下，该复配助磨剂不仅能够助磨提产，还可同时提升水泥的保水性和早期强度。其中，二乙醇单异丙醇胺与三异丙醇胺协同作用，优化水泥粉磨效率和颗粒级配，增加微细粉含量，改善水泥颗粒堆积密度；甘油与聚乙二醇的润滑和分散作用降低颗粒间摩擦阻力，减少砂浆需水量；羟乙基甲基纤维素可与超细海泡石粉形成有机-无机互穿网络结构，显著提升浆体的保水性和触变抗流挂性能，延长家装施工开放时间；聚乙二醇的缓释缓冲作用可平抑水化热释放速率，减小水化温升引起的体积膨胀不均，配合海泡石的内养护缓释供水作用，共同降低化学减缩和干燥收缩；多元醇胺组分协同调控水泥水化进程，促进c3s和c2s的早期水化，同步提升砂浆早期和后期拉伸粘结强度。