技术内容
一种火山灰基耐酸砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐酸砂浆，具体涉及一种火山灰基耐酸砂浆及其制备方法。
背景技术
耐酸砂浆主要用于化工、电力工程耐腐蚀结构、耐酸瓷砖的砌筑和铺贴以及耐酸基层施工等，耐酸砂浆的施工工艺一般为耐酸粉料、钠(钾)水玻璃、耐酸细骨料和固化剂按一定比例现场拌制后施工。通过大量的工程实践证明，该种材料的特性和施工工艺方面存在以下缺陷：1)由于钠水玻璃比较粘稠，在搅拌过程中容易与耐酸粉料、耐酸细骨料形成粘黏球状，从而大大影响了耐酸砂浆的和易性，降低了耐酸砂浆的施工性；2)水玻璃类耐酸砂浆对施工环境温度要求过于苛刻，水玻璃类耐腐蚀工程施工温度宜为15℃～30℃，钠水玻璃耐酸砂浆不应低于15℃，钾水玻璃耐酸砂浆不应低于20℃，当施工环境温度低于20℃时，凝结时间较长且强度低；当施工环境温度高于30℃时，凝结时间极短而造成施工困难；3)水玻璃耐酸砂浆的材料成本高昂，耐酸砂浆湿容重约为2200Kg/m
3，耐酸粉料和钠水玻璃的价格约为4.6元/Kg、石英砂价格约为780元/吨，水玻璃类耐酸砂浆的材料成本高达为6300元/m
3左右。
发明内容
本发明的目的是解决现有耐酸砂浆存在施工性较差、施工条件苛刻以及成本较高的问题，提供一种火山灰基耐酸砂浆及其制备方法。
为解决以上问题，本发明的技术方案如下：
一种火山灰基耐酸砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按以下重量份数称取原料；
水泥：6～12份；粉煤灰：30～37份；石英砂：41～48份；水：10～21份；激发剂：0.2～0.7份；硅酸钾：0.9～1.7份；
步骤二、将步骤一称取的水泥、粉煤灰、激发剂、石英砂进行搅拌，形成物料A；
步骤三、将步骤一称取的水与物料A进行搅拌，得到物料B；
步骤四、将步骤一称取的硅酸钾与物料B搅拌，得到火山灰基耐酸砂浆。
进一步地，步骤一中，按以下重量份数称取原料：水泥：8.6份，超细粉煤灰：34.5份，石英砂：43.1份，水：12.1份，激发剂：0.4份，硅酸钾：1.3份。
进一步地，步骤一至步骤四中，环境温度为5℃～35℃。
进一步地，步骤一中，激发剂为水玻璃。
进一步地，步骤一中，粉煤灰为超细粉煤灰，其细度为45μm筛筛余≤0.5％，需水比100％，烧失量2.8％。
同时，本发明还提供一种火山灰基耐酸砂浆，包括以下重量份数的原料，水泥：6～12份；粉煤灰：30～37份；石英砂：41～48份；水：10～21份；激发剂：0.2～0.7份；硅酸钾：0.9～1.7份。
与现有技术相比，本发明技术方案具有如下优势：
1.本发明火山灰基耐酸砂浆的实测稠度较好，拌合物性能均匀，砂浆的和易性和施工性能良好，火山灰基砂浆的施工环境温度和湿度与普通水泥砂浆一样，均为常温，因此拓展了火山灰基耐酸砂浆的工程应用范围和施工普遍性，大大降低了耐酸砂浆的施工难度和环境苛刻性。
2.本发明火山灰基耐酸砂浆成本(1200元/m
3)约为水玻璃类耐酸砂浆成本(6300元/m
3)的1/5，大幅降低了施工成本。
3.本发明火山灰基耐酸砂浆实测7d抗压强度为31.9MPa、14d抗压强度为：39.7MPa，抗压强度远远大于标准中抗压强度大于等于20MPa的要求。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。
本发明提供的火山灰基耐酸砂浆包括以下重量份数的原料，水泥：6～12份；粉煤灰：30～37份；石英砂：41～48份；水：10～21份；激发剂：0.2～0.7份；硅酸钾：0.9～1.7份。优选的，以上份数范围为，水泥：8.6份，超细粉煤灰：34.5份，石英砂：43.1份，水：12.1份，激发剂：0.4份，硅酸钾：1.3份。
上述火山灰基耐酸砂浆中，超细粉煤灰的细度为45μm筛筛余≤0.5％，需水比100％，烧失量2.8％。激发剂具体可采用水玻璃。水泥可采用PO 42.5水泥，比表面积350m2/kg，标准稠度用水量135ml。
| 相别 |
组分(标准名称) |
重量份数 |
使用目的 |
| A |
水泥(PO) |
8.6份 |
胶凝 |
| B |
超细粉煤灰 |
34.5份 |
胶凝 |
| C |
石英砂 |
43.1份 |
细骨料 |
| D |
水(H2O) |
12.1份 |
水化 |
| E |
激发剂 |
0.4份 |
激发 |
| F |
硅酸钾(K2SiO3) |
1.3份 |
耐酸 |
本发明提供的火山灰基耐酸砂浆具有以下特点，第一、使用有火山灰效应的超细粉煤灰，利用超细粉煤灰的二氧化硅、三氧化二铝的耐酸、耐热性能；第二、用水代替钠水玻璃，对于火山灰基类耐酸材料来说，这是必备的水化用水；第三、使用碱性激发剂，使火山灰效应增强，形成致密的耐酸强度晶体；第四、使用极少量的硅酸钾(K
2SiO
3)，充实在因游离水蒸发形成的毛细通道，进一步提升砂浆的耐酸性能；第五、骨料采用耐酸性较好的石英砂，以下对上述内容进行详细阐述。
首先，在拌制耐酸砂浆时，超细粉煤灰的火山灰效应在激发剂的作用下，Si-O键和Al-O键键能降低，反应活性增强，与水泥的水化产物Ca(OH)
2发生水化反应，生成水硬性的硅酸盐胶体。超细粉煤灰的水化反应过程也称之为二次水化，它滞后于水泥熟料的水化反应过程，使水化反应过程拉长，粉煤灰的火山灰效应一方面消耗了砂浆中水泥的水化产物Ca(OH)
2，进一步降低了砂浆中Ca(OH)
2的含量和碱度；另一方面，二次水化产物填充于硬化后混凝土的毛细孔中，使砂浆中的孔隙细化、结构改善，孔隙率降低，密实性增大，大大增加砂浆的耐酸性能。加上利用了超细粉煤灰的“破壁重组”特性：粉煤灰进行超细粉磨后，将粉煤灰颗粒内部所包裹的更细小的微珠释放出来，这些细小的微珠在激发剂的作用下“重新组合”生成致密的强度晶体，其中除了玻璃相以外，还会有惰性的纳米级石英、莫来石纤维状微晶，进一步提高了火山灰基砂浆的耐酸性能。
其次，用水代替钾水玻璃，作为火山灰基耐酸砂浆凝结的水化用水。砂浆在完成28天水化后，内部残余的水几乎消耗殆尽，生成的强度晶体几乎全部由耐酸、耐热材料所组成。
再次，在砂浆中使用碱性激发剂，使火山灰基砂浆的火山灰效应无限增强，在激发剂的作用下，使超细粉煤灰的“二次水化”及微珠的“破壁重组”的反应更加充分，促使火山灰基砂浆内外部形成致密的耐酸强度晶体。同时，骨料采用石英砂，石英砂质地坚硬、耐磨、化学性质稳定，成分为SiO
2耐酸性能优越。
最后，火山灰基耐酸砂浆属于水化胶凝产物，考虑到砂浆内部水化凝结后有少量游离水会蒸发排出形成毛细通道，所以增加极少量的硅酸钾(K
2SiO
3)，填补因游离水蒸发形成的毛细通道，进一步提升砂浆的耐酸性能。
本发明火山灰基耐酸砂浆的成本为：1200元/m
3(PO42.5水泥：400元/吨；超细粉煤灰：180元/吨；激发剂：6000元/吨；硅酸钾：4600元/吨；石英砂：780元/吨)，约为水玻璃类耐酸砂浆成本(6300元/m
3)的1/5，大大降低了施工成本。
本发明火山灰基耐酸砂浆的实测稠度为46mm，拌合物性能均匀，砂浆的和易性和施工性能良好，火山灰基砂浆的施工环境温度和湿度与普通水泥砂浆一样，均为常温，拓展了火山灰基耐酸砂浆的工程应用范围和施工普遍性，大大降低了耐酸砂浆的施工难度和环境苛刻性。
本发明火山灰基耐酸砂浆实测7d抗压强度为31.9MPa、14d抗压强度为：39.7MPa，抗压强度远远大于GB50212-2014《建筑防腐蚀工程施工规范》标准中抗压强度大于等于20MPa的要求。
本发明火山灰基耐酸砂浆，经陕西铁肩电力建设工程质量检测有限公司检测，浸酸安定性合格，同时，其他各项性能指标均符合GB50212-2014《建筑防腐蚀工程施工规范》中密实型耐酸砂浆的质量要求。
本发明火山灰基耐酸砂浆分别外委送检至陕西铁肩电力建设工程质量检测有限公司和陕西建筑材料科学研究院，经检测各项性能指标均明显优于GB50212-2014《建筑防腐蚀工程施工规范》中密实型耐酸砂浆的质量要求。同时，该火山灰基耐酸砂浆符合生产质量控制标准：GB50212-2014《建筑防腐蚀工程施工规范》中密实型耐酸砂浆的质量要求。
实施一
该实施例提供的火山灰基耐酸砂浆包括以下重量份数的原料，水泥(PO42.5)：8.6份，超细粉煤灰：34.5份，石英砂：43.1份，水：12.1份，激发剂(即采用水玻璃)：0.4份，硅酸钾：1.3份。
该实施例中火山灰基耐酸砂浆的制备方法包括以下步骤：
步骤一、称取如下重量份数的原料；水泥(PO42.5)8.6份、超细粉煤灰34.5份、石英砂43.1份、水(H
2O)12.1份、激发剂0.4份、硅酸钾(K
2SiO
3)1.3份；
步骤二、先将称量好的水泥、超细粉煤灰和激发剂、石英砂倒入搅拌机内搅拌均匀；
步骤三、再将称量好的水倒入搅拌机内，匀速搅拌2min充分拌匀；
步骤四、最后将称量好的硅酸钾(K
2SiO
3)加入搅拌机内，匀速搅拌1min充分拌匀，砂浆的控制稠度为40mm～60mm，即可获得火山灰基耐酸砂浆。
该实施例的施工环境温度宜为5℃～35℃，施工后的耐酸砂浆应及时进行保湿自养护，严禁洒水养护。
实施二
该实施例提供的火山灰基耐酸砂浆包括以下重量份数的原料，水泥(PO42.5)：6.1份，超细粉煤灰：30.5份，石英砂：47.8份，水：10份，激发剂(即采用水玻璃)：0.21份，硅酸钾：0.93份。
该实施例中火山灰基耐酸砂浆的制备方法包括以下步骤：
步骤一、称取如下重量份数的原料；水泥(PO42.5)6.1份、超细粉煤灰：30.5份，石英砂：47.8份，水：10份，激发剂：0.21份，硅酸钾：0.93份；
步骤二、先将称量好的水泥、超细粉煤灰和激发剂、石英砂倒入搅拌机内搅拌均匀；
步骤三、再将称量好的水倒入搅拌机内，匀速搅拌4min充分拌匀；
步骤四、最后将称量好的硅酸钾(K
2SiO
3)加入搅拌机内，匀速搅拌1min充分拌匀，砂浆的控制稠度为40mm～60mm，即可获得火山灰基耐酸砂浆。
该实施例的施工环境温度宜为5℃～35℃，施工后的耐酸砂浆应及时进行保湿自养护，严禁洒水养护。
实施三
该实施例提供的火山灰基耐酸砂浆包括以下重量份数的原料，水泥(PO42.5)：11.9份，超细粉煤灰：37.05份，石英砂：41.2份，水：20.8份，激发剂(即采用水玻璃)：0.69份，硅酸钾：1.67份。
该实施例中火山灰基耐酸砂浆的制备方法包括以下步骤：
步骤一、称取如下重量份数的原料；水泥(PO42.5)：11.9份，超细粉煤灰：37.05份，石英砂：41.2份，水：20.8份，激发剂(即采用水玻璃)：0.69份，硅酸钾：1.67份；
步骤二、先将称量好的水泥、超细粉煤灰和激发剂、石英砂倒入搅拌机内搅拌均匀；
步骤三、再将称量好的水倒入搅拌机内，匀速搅拌3min充分拌匀；
步骤四、最后将称量好的硅酸钾(K
2SiO
3)加入搅拌机内，匀速搅拌1min充分拌匀，砂浆的控制稠度为40mm～60mm，即可获得火山灰基耐酸砂浆。
该实施例的施工环境温度宜为5℃～35℃，施工后的耐酸砂浆应及时进行保湿自养护，严禁洒水养护。
实施四
该实施例提供的火山灰基耐酸砂浆包括以下重量份数的原料，水泥(PO42.5)：10.2份，超细粉煤灰：35.1份，石英砂：43.8份，水：17.6份，激发剂(即采用水玻璃)：0.51份，硅酸钾：1.43份。
该实施例中火山灰基耐酸砂浆的制备方法包括以下步骤：
步骤一、称取如下重量份数的原料；水泥(PO42.5)：10.2份，超细粉煤灰：35.1份，石英砂：43.8份，水：17.6份，激发剂(即采用水玻璃)：0.51份，硅酸钾：1.43份；
步骤二、先将称量好的水泥、超细粉煤灰和激发剂、石英砂倒入搅拌机内搅拌均匀；
步骤三、再将称量好的水倒入搅拌机内，匀速搅拌2min充分拌匀；
步骤四、最后将称量好的硅酸钾(K
2SiO
3)加入搅拌机内，匀速搅拌1min充分拌匀，砂浆的控制稠度为40mm～60mm，即可获得火山灰基耐酸砂浆。
该实施例的施工环境温度宜为5℃～35℃，施工后的耐酸砂浆应及时进行保湿自养护，严禁洒水养护。
