一种绿色建筑用预拌砂浆及施工方法与流程

1.本技术涉及建筑施工技术领域，更具体地说，它涉及一种绿色建筑用预拌砂浆及施工方法。


背景技术：

2.绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度的节约资源，包括节能、节省土地、节水、节材等，保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑物。绿色建筑技术注重低耗、高效、经济、环保，是人与自然、现在与未来之间的利益共享，是可持续发展的建筑手段。
3.为了贯彻绿色建筑的理念，考虑节省环保，许多城市在逐步禁止现场搅拌砂浆，推广使用预拌砂浆。预拌砂浆是提前搅拌好，由专业化厂家生产，用于建设工程中的各种砂浆拌合物。预拌砂浆具有健康环保、质量稳定、节能舒适等特点。
4.目前，预拌砂浆在进行大面积的浇筑过程中，水泥的水化作用会产生大量的热量，因外部热量散失较快，内部热量不易散发，使内外形成较大温差，在砂浆凝固时，可能会产生裂缝，影响砂浆的强度。


技术实现要素：

5.为了提高预拌砂浆的强度，本技术提供一种绿色建筑用预拌砂浆及施工方法。
6.第一方面，本技术提供一种绿色建筑用预拌砂浆，采用如下的技术方案：一种绿色建筑用预拌砂浆，其包括如下重量份的原料制备而成：水泥90-120份、矿渣粉18-30份、粉煤灰45-90份、复合激发剂5-10份、羟丙基甲基纤维素醚3-9份、减水剂5-15份、焦麻纤维15-35份、废弃骨料48-90份、水80-120份。
7.通过采用上述技术方案，本技术的预拌砂浆，通过原料之间的协同作用，使其具有良好的抗压强度、抗弯强度和抗裂性能，其中，开裂指数为3-8％，28d抗压强度为26.6-40.9mpa、抗折强度为1.15-2.25mpa。
8.水泥、减水剂是预拌砂浆的常规材料。矿渣粉是在高炉炼铁过程中的副产品，具有疏松多孔的结构，可以改善水泥的流动度，降低水泥水化热，改善水泥内部结构，进而增加砂浆的强度。粉煤灰能够减少水泥的用量，改善水泥的和易性，还能够填充各原料之间的空隙，提高密实度和耐久性，增强粘结性。当水泥覆盖在粉煤灰上时，能够发挥火山灰效应，使粉煤灰与水泥之间的牢固性增强，从而增强砂浆的强度。粉煤灰中含有比较多的玻璃体颗粒，其中含有大量的可溶性的氧化物。复合激发剂可与水泥中的氢氧化钙迅速反应生成硅酸钙晶体，能够填充水泥空隙，并够激发粉煤灰的火山灰效应，促进水泥的水化作用，从而提高砂浆的强度。
9.羟丙基甲基纤维素醚具有高保水性，可使水泥充分水化，增强各原料之间的粘结强度，进而增强砂浆的强度。羟丙基甲基纤维素醚还能够减少水泥因失水过快导致出现裂纹和脱水的现象，具有很好的流动性，能够增强砂浆的抗裂性。焦麻纤维作为天然植物纤
维，具有细长、质轻、坚韧的特点，在水中浸泡不易腐烂。焦麻纤维本身就具有一定的韧性，在砂浆中呈三维乱向分布的网状结构，起到承托作用，可减少裂缝扩展，提高力学性能。应用在砂浆的原料中，能够更好的分散在水泥中的空隙中，提高与水泥的粘结性能，并提高水泥的抗折强度。废弃骨料不仅是对废旧物料的回收利用、节约资源、保护环境，而且还能够代替部分水泥，节约成本，还能够替代砂、石，起到增强砂浆强度的作用。
10.优选的，其包括如下重量份的原料制备而成：水泥100-110份、矿渣粉22-28份、粉煤灰60-78份、复合激发剂6-8份、羟丙基甲基纤维素醚5-8份、减水剂8-12份、焦麻纤维20-30份、废弃骨料63-81份、水90-110份。
11.通过采用上述技术方案，通过对水泥、矿渣粉、粉煤灰、复合激发剂、羟丙基甲基纤维素醚、减水剂、焦麻纤维、废弃骨料、水的掺量进行优化，能够提高砂浆的强度。
12.优选的，所述矿渣粉和粉煤灰的重量配比为1：(2.5-3)。
13.通过采用上述技术方案，粉煤灰虽然能够促进水泥的水化，但是粉煤灰的化学活性相对较低，在掺量较高的条件下，对混凝土的早期强度影响较大。矿渣粉的化学活性较高，水化性能强，粉煤灰通过与矿渣粉复配后，能够提高火山灰活性效应，增加体系中微粒间的化学交互、诱导激发作用。同时，还能促进细粉粒子填充水泥内的空隙，使水泥粒子分散，提高水泥的密实度和流动性。通过矿渣粉和粉煤灰之间的协同作用，能够提高砂浆的强度。而且，当矿渣粉的掺量较高，粉煤灰的掺量减少时，会减少粉煤灰的火山灰效应，减缓水泥的水化作用，对砂浆的强度影响不大。在上述范围内，砂浆的强度达到最佳。
14.优选的，所述复合激发剂由氢氧化钾、氢氧化钠、硅酸钾、水制成，且氢氧化钾、氢氧化钠、硅酸钾、水的重量配比为1：(0.6-0.8)：(1.2-1.5)：(4-6)。
15.通过采用上述技术方案，硅酸钾溶液中有较多的硅酸根离子，大量的硅酸根离子与硅氧四面体在碱溶液复合激发条件下易发生聚合反应，使聚合物强度明显提高。而且，硅酸盐溶液中含有部分低聚态的可溶性硅配合物，而这些低聚态的配合物多以游离态形式存在，当粉煤灰和矿渣粉中的铝硅低聚体被溶解释放出来时，就会以这些游离态的低聚态可溶硅配合物发生聚合反应而生成胶凝产物，从而使砂浆的强度提高。此外，钾离子的存在，在反应过程中，钾离子半径比钠离子半径大，钾离子更容易导致硅氧键的断裂，使粉煤灰和矿粉表面溶解释放出的硅氧配合物增多，反应生成的胶凝产物也增多，从而提高砂浆的强度。
16.优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
17.通过采用上述技术方案，聚羧酸减水剂能够增进工作性，起到增塑的作用，还能够降低水泥含量，降低生产成本，增强砂浆的强度。聚羧酸减水剂能够通过改善砂浆的凝固时间和工作性能来减少结构上产生相接面，增进结构强度，也能够使砂浆在高温下工作。
18.优选的，所述焦麻纤维的长度为12-15mm、直径为0.8-1.2mm。
19.通过采用上述技术方案，焦麻纤维在上范围内，易于分散，能够与其他原料更好的融合。焦麻纤维不会因过长而缠绕成结，影响砂浆内部的稳定性；也不会因太短而自身团聚不利于分散，在制备过程中影响原料的流动性，而且，更有利于在砂浆内部形成三维网状结构，使砂浆的强度更优。
20.优选的，所述焦麻纤维为采用氧化镁、磷酸二氢钾、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物乳液进行改性处理的改性焦麻纤维。
21.通过采用上述技术方案，焦麻纤维在水泥中不能很好的与其他原料进行粘连。而醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物乳液与水泥具有良好的相容性，醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物乳液对纤维有良好的渗透性，能够使剪切强度提高，能够使焦麻纤维与各原料之间的粘结性能提高。利用氧化镁、磷酸二氢钾、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物乳液对焦麻纤维进行改性，能够增强焦麻纤维与其他原料之间的粘结性能，使焦麻纤维更好的填充在原料的空隙中，有利于增强砂浆的强度。
22.优选的，所述废弃骨料由废沥青渣和废陶瓷颗粒制成，且废沥青渣与废陶瓷颗粒的重量配比为1：(0.6-0.8)。
23.通过采用上述技术方案，废弃骨料采用废沥青渣和废陶瓷颗粒制备而成，不仅能够实现废物利用，节约资源，降低成本，降低环境的污染，还能够增强砂浆的强度。
24.优选的，所述废沥青渣的平均粒径为4.75-9.5mm，所述废陶瓷颗粒的平均粒径为1-2.5mm。
25.通过采用上述技术方案，对废沥青渣、废陶瓷颗粒的粒径进行进一步限定，能够使废沥青渣和废陶瓷颗粒混合的更加均匀。通过与其他原料之间的配合，可填充水泥之间的空隙，利于增强砂浆的强度。
26.第二方面，本技术提供一种绿色建筑用预拌砂浆的施工方法，采用如下的技术方案：一种绿色建筑用预拌砂浆的施工方法，包括以下步骤：s1：将矿渣粉、粉煤灰、复合激发剂混合，搅拌均匀，得到第一混料；s2：将水泥、废弃骨料、水、羟丙基甲基纤维素醚、减水剂混合，搅拌均匀，得到第二混料；s3：将第一混料、第二混料、焦麻纤维混合，搅拌均匀，得到预拌砂浆；s4：将预拌砂浆涂刷在砌块的顶面及底面，再逐块搭砌，形成建筑物。
27.通过采用上述技术方案，首先将矿渣粉、粉煤灰、复合激发剂进行混合，形成第一混料，能够先激发粉煤灰的化学活性，然后将水泥、废弃骨料、水、羟丙基甲基纤维素醚、减水剂混合，再与第一混料进行混合，有助于更好的促进水泥的水化作用，加入焦麻纤维，便于焦麻纤维与其他原料混合的更加均匀，进一步增强砂浆的强度。先将预拌砂浆制备完成，最后用预拌砂浆搭建建筑物，便于砌块之间更好的粘结，便于搭建。
28.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、由于本技术中采用矿渣粉、粉煤灰和复合激发剂，不仅能够降低水泥的用量，减少生产成本，还能够提高粉煤灰的活性，进一步提高砂浆的强度，可使砂浆的28d抗压强度达到40.9mpa，开裂指数达到3％。
29.2、本技术优选采用改性焦麻纤维，焦麻纤维为植物纤维，具有一定的韧性和耐水性，通过对焦麻纤维进行改性，增强了焦麻纤维与其他原料之间的粘结性，利于焦麻纤维在砂浆中分散的更加均匀，更利于提高砂浆的强度和抗裂性能，可使砂浆的抗折强度达到2.25mpa。
30.3、本技术中优选采用废弃骨料，不仅实现了废沥青渣和废陶瓷颗粒的废物利用，降低成本，减少环境污染，还通过与其他原料之间的协同作用，增强了砂浆的抗压强度和抗折强度。
具体实施方式
31.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
32.原料水泥的强度等级为42.5，且选自大连志恒众鑫建筑工程材料有限公司；矿渣粉为s95级，且选自唐山成业建材有限公司；粉煤灰为一级，且选自河北一矿矿产品有限公司；羟丙基甲基纤维素醚选自河北燕兴化工有限公司；焦麻纤维选自郯城县飞腾麻制品厂；聚羧酸减水剂选自山东泉胜化工科技有限公司；氧化镁选自营口兴北耐火材料有限公司；磷酸二氢钾选自济南汇盛化工有限公司；废沥青渣选自江西八源节能环保建材有限公司；废陶瓷选自宜兴市楚宏陶瓷有限公司。
33.制备例制备例1一种复合激发剂，其采用以下方法制备：将1kg氢氧化钾、0.6kg氢氧化钠、1.2kg硅酸钾放入4kg水中混合，搅拌30min，制得复合激发剂。
34.制备例2一种复合激发剂，其与制备例1的制备方法完全相同，区别在于，氢氧化钠为0.7kg，其余均与制备例1相同。
35.制备例3一种复合激发剂，其与制备例1的制备方法完全相同，区别在于，氢氧化钠为0.8kg，其余均与制备例1相同。
36.制备例4一种复合激发剂，其与制备例2的制备方法完全相同，区别在于，硅酸钾为1.25kg，其余均与制备例2相同。
37.制备例5一种复合激发剂，其与制备例2的制备方法完全相同，区别在于，硅酸钾为1.5kg，其余均与制备例2相同。
38.制备例6一种复合激发剂，其与制备例4的制备方法完全相同，区别在于，氢氧化钠为1kg，硅酸钾为0.8kg。
39.制备例7一种改性焦麻纤维，其采用以下方法制备：将33kg氧化镁、18kg磷酸二氢钾放入60kg水中，搅拌45min，形成混合液，然后将焦麻纤维放在混合液中浸泡2h，取出，干燥30min，再将5kg醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物乳液喷涂在焦麻纤维表面，再次干燥30min，制成改性焦麻纤维。实施例
40.表1实施例1-5中预拌砂浆各原料掺量(单位：kg)
实施例1一种绿色建筑用预拌砂浆，其原料配比见表1所示。
41.其中，复合激发剂采用制备例1制备得到，焦麻纤维的长度为12mm、直径为0.8mm，废沥青渣的平均粒径为4.75mm，废陶瓷颗粒的平均粒径为1mm。
42.一种绿色建筑用预拌砂浆的施工方法，包括如下步骤：s1：将矿渣粉、粉煤灰、复合激发剂混合，搅拌30min，得到第一混料；s2：将水泥、废弃骨料、水、羟丙基甲基纤维素醚、减水剂混合，搅拌40min，得到第二混料；s3：将第一混料、第二混料、焦麻纤维混合，搅拌45min，得到预拌砂浆；s4：将预拌砂浆涂刷在砌块的顶面及底面，再逐块搭砌，形成建筑物。
43.实施例2-5一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例1的区别之处在于，预拌砂浆的原料配比不同，其原料配比见表1所示。
44.表2实施例6-9中预拌砂浆各原料掺量(单位：kg)实施例6-9一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例3的区别之处在于，预拌砂浆的原料配比不同，其原料配比见表2所示。
45.表3实施例10-13中预拌砂浆各原料掺量(单位：kg)
实施例10-13一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例8的区别之处在于，预拌砂浆的原料配比不同，其原料配比见表3所示。
46.实施例14一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例12的区别之处在于，预拌砂浆的原料中复合激发剂的来源不同，其采用制备例2制备得到。
47.实施例15一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例12的区别之处在于，预拌砂浆的原料中复合激发剂的来源不同，其采用制备例3制备得到。
48.实施例16一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例12的区别之处在于，预拌砂浆的原料中复合激发剂的来源不同，其采用制备例4制备得到。
49.实施例17一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例12的区别之处在于，预拌砂浆的原料中复合激发剂的来源不同，其采用制备例5制备得到。
50.实施例18一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例12的区别之处在于，预拌砂浆的原料中复合激发剂的来源不同，其采用制备例6制备得到。
51.实施例19一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例16的区别之处在于，预拌砂浆的原料中焦麻纤维的长度为13mm、直径为1.0mm。
52.实施例20一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例16的区别之处在于，预拌砂浆的原料中焦麻纤维的长度为15mm、直径为1.2mm。
53.实施例21一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例16的区别之处在于，预拌砂浆的原料中焦麻纤维的长度为6mm、直径为0.5mm。
54.实施例22
一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例16的区别之处在于，预拌砂浆的原料中焦麻纤维的长度为20mm、直径为2mm。
55.实施例23一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例20的区别之处在于，预拌砂浆的原料中废沥青渣的平均粒径为6.5mm，废陶瓷颗粒的平均粒径为1.5mm。
56.实施例24一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例20的区别之处在于，预拌砂浆的原料中废沥青渣的平均粒径为9.5mm，废陶瓷颗粒的平均粒径为2.5mm。
57.实施例25一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例20的区别之处在于，预拌砂浆的原料中废沥青渣的平均粒径为1.8mm，废陶瓷颗粒的平均粒径为5.5mm。
58.实施例26一种绿色建筑用预拌砂浆，其和实施例24的区别之处在于，预拌砂浆的原料中，用等量的改性焦麻纤维替换焦麻纤维，且改性焦麻纤维采用制备例7制备得到。
59.对比例对比例1一种绿色建筑用预拌砂浆，与实施例1的区别之处在于，绿色预拌砂浆的原料中，复合激发剂等量替换为氢氧化钠。
60.对比例2一种绿色建筑用预拌砂浆，与实施例1的区别之处在于，绿色预拌砂浆的原料中，复合激发剂等量替换为氢氧化钾。
61.对比例3一种绿色建筑用预拌砂浆，与实施例1的区别之处在于，绿色预拌砂浆的原料中，复合激发剂等量替换为硅酸钾。
62.对比例4一种绿色建筑用预拌砂浆，与实施例1的区别之处在于，绿色预拌砂浆的原料中，未添加复合激发剂。
63.对比例5一种绿色建筑用预拌砂浆，与实施例1的区别之处在于，预拌砂浆的原料中，废弃骨料等量替换为与其平均粒径相同的石子。
64.性能检测试验取实施例1-26和对比例1-5得到的部分预拌砂浆，进行下述性能检测：抗裂性：依据gb/t29417-2012《水泥砂浆和混凝土干燥收缩开裂性能试验方法》检测预拌砂浆的开裂指数，检测结果如表4所示。
65.抗折强度：依据gb/t 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测预拌砂浆的抗折强度，检测结果如表4所示。
66.抗压强度：依据gb/t 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测预拌砂浆的28d抗压强度，检测结果如表4所示。
67.表4检测结果
从表4中可以看出，本技术的预拌砂浆，通过各原料之间的协同作用，使砂浆具有更优的抗裂性、抗压强度和抗折强度，其中，开裂指数为3-8％，28d抗压强度为26.6-40.9mpa、抗折强度为1.15-2.25mpa。
68.结合实施例1和对比例1-4可以看出，实施例1的开裂指数为5％、抗压强度为28.7mpa、抗折强度为1.34mpa，均优于对比例1-4，表明砂浆中采用复合激发剂，并通过氢氧化钠溶液，氢氧化钾溶液、硅酸钾水溶液之间的协同作用，能够使砂浆具有更好抗压强度和抗折强度。
69.结合实施例1和对比例5可以看出，实施例1的开裂指数为5％、抗压强度为
28.7mpa、抗折强度为1.34mpa，优于对比例5，表明采用废弃骨料能够增强砂浆的抗压强度和抗折强度。
70.结合实施例1-5可以看出，实施例3的开裂指数为5％、抗压强度为32.8mpa、抗折强度为1.44mpa，均优于实施例1、2、4、5，表明实施例3中的复合激发剂的重量份更为合适，能够使砂浆表现出较优的抗裂性、抗压强度和抗折强度。
71.结合实施例6-9可以看出，实施例8的开裂指数为5％、抗压强度为35.8mpa、抗折强度为1.5mpa，均优于实施例6、7、8，表明实施例8中的矿渣粉和粉煤灰重量份更为合适，表现出较好的抗压强度和抗折强度。
72.结合实施例10-13可以看出，实施例12的的开裂指数为5％、抗压强度为37.0mpa、抗折强度为1.59mpa，均优于实施例10、11、13，表明实施例12中的废沥青渣和废陶瓷颗粒的重量份更为合适，能够使砂浆表现出较优的抗裂性、抗压强度和抗折强度。
73.结合实施例14-18可以看出，实施例16的开裂指数为5％、抗压强度为39.2mpa、抗折强度为1.83mpa，均优于实施例14-15、17-18，表明复合激发剂采用制备例4制备更为合适，使砂浆表现出较优的抗裂性、抗压强度和抗折强度。
74.结合实施例19-22可以看出，实施例20的开裂指数为5％、抗压强度为40.3mpa、抗折强度为1.98mpa，均优于实施例19、21、22，表明焦麻纤维的长度为15mm更为合适，使砂浆表现出较优的抗裂性、抗压强度和抗折强度，且焦麻纤维的长度过长或过短都会影响砂浆的强度。
75.结合实施例23-25可以看出，实施例24的开裂指数为5％、抗压强度为39.9mpa、抗折强度为2.13mpa，均优于实施例23、25，表明废沥青渣的平均粒径为9.5mm，废陶瓷颗粒的平均粒径为2.5mm更为合适，使砂浆表现出较优的抗裂性、抗压强度和抗折强度，且废沥青渣的平均粒径为4.75-9.5mm，废陶瓷颗粒的平均粒径为1-2.5mm，在上述范围内，砂浆的强度更优。
76.结合实施例24和实施例26可以看出，实施例26的开裂指数为3％、抗压强度为40.9mpa、抗折强度为2.25mpa，优于实施例24，表明对焦麻纤维进行改性之后，更提高了砂浆的抗裂性、抗压强度和抗折强度。
77.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，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，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。