一种硅藻土粉煤灰型填缝剂组合物及其应用.pdf

本发明提供了一种硅藻土-粉煤灰型填缝剂组合物及其应用。所述组合物的组成如下：(1)20至40重量份的硅藻土；(2)10至15重量份的粉煤灰；(3)0.5至2.5重量份的膨润土；(4)4至6重量份的重质碳酸钙；(5)1至2重量份的硅酸钠；(6)10至20重量份的方解石粉；(7)4至8重量份的海泡石粉末；(8)2至4重量份的钛白粉；(9)1至2重量份的纤维素，所述纤维素选自由羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中至少一种；和(10)30至40重量份的水泥。本发明还提供了所述组合物在填缝作业中的应用。本发明使得水泥基填缝剂组合物可以具有硅藻土的各种优点例如质轻、隔音、耐磨等本身的性能。而且，本发明还可以利用粉煤灰来制备填缝剂，从而降低了填缝剂的制造成本。

1.  一种硅藻土-粉煤灰型填缝剂组合物，其中，所述组合物的组成如下：
(1)20重量份至40重量份的硅藻土；
(2)10重量份至15重量份的粉煤灰；
(3)0.5重量份至2.5重量份的膨润土；
(4)4重量份至6重量份的重质碳酸钙；
(5)1重量份至2重量份的硅酸钠；
(6)10重量份至20重量份的方解石粉；
(7)4重量份至8重量份的海泡石粉末；
(8)2重量份至4重量份的钛白粉；
(9)1重量份至2重量份的纤维素，所述纤维素选自由羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中至少一种；和
(10)30重量份至40重量份的水泥。

2.  根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物由30重量份的硅藻土；15重量份的粉煤灰；1.5重量份的膨润土；5重量份的重质碳酸钙；1.5重量份的硅酸钠；15重量份的方解石粉；6重量份的海泡石粉末；3重量份的钛白粉；和1.5重量份的所述纤维素和35重量份的水泥组成。

3.  根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述所述硅藻土和/或所述粉煤灰的粒径为20微米至80微米。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中，所述海泡石粉末的粒径为20微米至40微米。

5.  根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中，所述硅藻土的二氧化硅含量为80质量％以上。

6.  根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中，所述水泥为I型硅酸盐水泥。

7.  根权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中，所述组合物的200目筛余量小于2质量％。

8.  权利要求1至7中任一项所述的组合物在作为隔断墙填缝剂中的应用。

9.  根据权利要求8所述的应用，其中，所述组合物用于宽度为小于或者等于5mm的缝隙的填缝作业。

10.  如权利要求8或9所述的方法，其中，所述组合物用于陶瓷贴面砖缝隙的填缝作业。

一种硅藻土-粉煤灰型填缝剂组合物及其应用
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其是涉及填缝剂及其应用。
背景技术
硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，是海洋或湖泊中生长的硅藻类的残骸在水底沉积，经自然环境作用而逐渐形成的一种非金属矿物。硅藻土主要分布在中国、美国、丹麦、法国、罗马尼亚等国。是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成。我国硅藻土储量3.2亿吨，远景储量达20多亿吨，主要集中在华东及东北地区，其中规模较大，储量较多的有吉林(54.8％)、浙江、云南、山东、四川等省。
硅藻土具有如下优点。(1)PH值中性、无毒，悬浮性能好，吸附性能强，容重轻，混合均匀性好；(2)硅藻土在水泥中作添加剂，可提高强度，使水泥中SiO2变活性；(3)硅藻土具有优良的延伸性，有较高的冲击强度、拉伸强度、撕裂强度、质轻软耐磨性好、抗压强度好等方面优质作用。
粉煤灰是从煤粉炉烟道气体中收集的粉末。我国是个产煤大国，以煤炭为电力生产基本燃料。我国的能源工业稳步发展，发电能力年增长率为7.3％，电力工业的迅速发展，带来了粉煤灰排放量的急剧增加，燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，1995年粉煤灰排放量达1.25亿吨，2000年约为1.5亿吨，到2010年将达到3亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。另一方面，我国又是一个人均占有资源储量有限的国家，粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一。
填缝剂是所有适用于填充瓷砖间接缝的产品。填缝剂可以分为水泥基填缝剂、反应型树脂填缝剂和液态混合物或乳液外加剂。其中水泥基填缝剂一般在使用前才能与水或液态混合物混合。目前市面上填缝剂主要有水泥基填 缝剂和反应型树脂型填缝剂。水泥基填缝剂有两大劣势：(1)防水抗渗能力差，水易渗透进入，导致发霉，使瓷砖容易收缩空鼓；(2)表面耐磨性欠佳，且易被污染物玷污，擦洗困难，导致装饰效果差，影响瓷砖美观。反应型树脂填缝剂虽能克服以上劣势，但材料、包装成本过高，生产、混料工艺繁琐，加之含有挥发性有机化合物等有毒有害气体，使其应用受到限制。
硅藻土虽然具有上述诸多优点，但是由于其孔隙性和延伸性高而使得其被普遍认为不合适用于填缝剂。
发明内容
为了解决硅藻土在水泥基填缝剂中使用所存在的问题，本发明提供了一种硅藻土-粉煤灰型填缝剂组合物及其应用。
本发明第一方面提供了一种硅藻土-粉煤灰型填缝剂组合物，其中，所述组合物的组成如下：
(1)20重量份至40重量份的硅藻土；
(2)10重量份至15重量份的粉煤灰，或者20重量份至40重量份的石英砂；
(3)0.5重量份至2.5重量份的膨润土；
(4)4重量份至6重量份的重质碳酸钙；
(5)1重量份至2重量份的硅酸钠；
(6)10重量份至20重量份的方解石粉；
(7)4重量份至8重量份的海泡石粉末；
(8)2重量份至4重量份的钛白粉；
(9)1重量份至2重量份的纤维素，所述纤维素选自由羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中至少一种；和
(10)30重量份至40重量份的水泥。
本发明在第二方面提供了本发明第一方面所述的组合物在作为隔断墙填缝剂中的应用。
本发明使得可以使用硅藻土作为填缝剂，由此使得填缝剂能够具有硅藻土所带来的各种优点，例如(1)PH值中性、无毒，容重轻，混合均匀性好；(2)硅藻土在水泥中作添加剂，可提高强度，使水泥中SiO2变活性；(3) 硅藻土具有有较高的冲击强度、拉伸强度、撕裂强度、质轻软耐磨性好、抗压强度好等方面优质作用，能够减少因湿度变化而引起伸缩。因此，本发明的硅藻土-粉煤灰型填缝剂组合物是一种具有优异性能的填缝剂，特别适合于室内隔断墙陶瓷贴面砖的填缝作业。
具体实施方式
本发明在第一方面提供了一种硅藻土-粉煤灰型填缝剂组合物，其中，所述组合物的组成如下：
(1)20重量份至40重量份(例如为20、30或40重量份)的硅藻土；
(2)10重量份至15重量份(例如为10、11、12、13、14或15重量份)的粉煤灰，或者20重量份至40重量份(例如为20、30或40重量份)的石英砂；
(3)0.5重量份至2.5重量份(例如为0.5、1、1.5、2或2.5重量份)的膨润土；
(4)4重量份至6重量份(例如为4、5或6重量份)的重质碳酸钙；
(5)1重量份至2重量份例如可以为1、1.5或2重量份)的硅酸钠；
(6)10重量份至20重量份(例如为10、15或20重量份)的方解石粉；
(7)4重量份至8重量份(例如为4、6或8重量份)的海泡石粉末；
(8)2重量份至4重量份(例如为2、3或4重量份)的钛白粉；
(9)1重量份至2重量份(例如可以为1、1.5或2重量份)的纤维素，所述纤维素选自由羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中至少一种；和
(10)30重量份至40重量份(例如可以为30、35或40重量份)的水泥。
本发明人发现，如果硅藻土的用量过低，则冻融循环后抗折强度和抗压强度可能不足；如果用量过大，则可能达不到线性收缩和吸水性方面的要求。另外，如果不使用膨润土和海泡石，同样无法得到线性收缩和吸水性方面的要求。如果采用上述体系，则可以在填缝剂的制备中使用硅藻土，由此使所制得的填缝剂具有硅藻土的诸多优良性能。而且，本发明人进一个发现，利用上述体系，还可以将粉煤灰应用于填缝剂的制备，从而以低成本并且环境友好的方式制得了符合各性能指标要求的填缝剂。
在一些优选的实施方式中，所述组合物由30重量份的硅藻土；15重量份的粉煤灰；1.5重量份的膨润土；5重量份的重质碳酸钙；1.5重量份的硅酸钠；15重量份的方解石粉；6重量份的海泡石粉末；3重量份的钛白粉；和1.5重量份的所述纤维素和35重量份的水泥组成。
在一些优选的实施方式中，所述所述硅藻土和/或所述粉煤灰的粒径为20微米至80微米，例如为20、30、40、50、60、70或80微米。
在一些优选的实施方式中，所述海泡石粉末的粒径为20微米至40微米，例如20、30或40微米。
在一些优选的实施方式中，所述硅藻土的二氧化硅含量为80质量％以上，例如可以为80、85、90、95、99质量％的二氧化硅。
在一些优选的实施方式中，所述水泥为I型硅酸盐水泥。
在一些优选的实施方式中，所述组合物的200目筛余量小于2质量％，例如可以小于2质量％、1质量％或0.5质量％。
本发明在第二方面提供了本发明第一方面所述的组合物在作为隔断墙填缝剂中的应用。在一些优选的实施方式中，所述组合物用于宽度为小于或者等于5mm的缝隙的填缝作业。在另外一些优选的实施方式中，所述组合物用于陶瓷贴面砖缝隙的填缝作业。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
按照下表1所示的组合和用量制备本发明的填缝剂组合物。其中，所述所述硅藻土和所述石英砂或所述粉煤灰的粒径为约40微米，并且所述硅藻土的二氧化硅含量为约80质量％，且所述粉煤灰为根据(GB/T1596-2005)标准中满足4.2项中的表2要求(即，烧失量％不大于5％，含水量％不大于1％，三氧化硫％不大于3％，28天抗压强度比％不大于75％)的水泥生产中作活性混合材料的I级粉煤灰；所述海泡石粉末的粒径为约30微米；所述水泥为I型硅酸盐水泥；其他原料的200目筛余量小于1质量％，纤维素为羟乙基纤维素。将以上原料以200rmp的转速研磨混合10分钟，得到本发明的填缝剂组合物。
然后，通过下表2中所示的方法测量所得组合物的耐磨损性、标准条件养护下的抗折强度、冻融循环后的抗折强度、标准条件养护下的抗压强度、冻融循环后的抗压强度、线性收缩、30分钟后的吸水量和240分钟后的吸水量并判断所得结合是否符合JC/T1004-2006标准，每个实验重复3次，并且3次判断都符合的被认定为符合，3次判断只要有一次不符合的则认定为不符合，结果列于表3中。
实施例2至16
除了表1所示内容之外，以与实施例相同的方式制备组合物并测量各性能指标。
表1实施例1至16中制造填缝剂组合物所使用的组分和用量(重量份)

表2水泥基填缝剂标准