一种绿色低收缩自流平瓷砖胶及其制备方法

本发明属于建筑材料，具体为一种绿色低收缩自流平瓷砖胶及其制备方法。

背景技术：

1、瓷砖是一种被广泛使用的建筑装饰材料，因其具有经久耐用、易清洗、装饰效果好等特点在全世界得到了广泛应用。中国是全球最大的瓷砖生产国、消费国与出口国。据统计，2021年全球陶瓷砖产量183.39亿m2，而中国陶瓷砖产量为88.63亿m2，占比48.3％，较2020年相比同期增长了4.58％。随着瓷砖产量的快速增长，与之息息相关的瓷砖胶的需求量也随之增加。瓷砖胶是用于粘贴瓷砖、面砖、地砖等装饰材料的现代装修新材料，具有高粘结强度、耐水、耐冻融、耐老化等特点。且施工简单、绿色无毒，从而受到广泛的应用。但目前瓷砖胶仍具有施工成本较高，施工前期准备工作较多，导致施工效率降低等问题。所以如何降低瓷砖胶生产成本，提高施工效率是瓷砖胶新的发展方向。

2、在使用瓷砖胶铺贴瓷砖时，一般需要提前做好基层清理和砂浆表面找平，施工工艺繁琐。自流平砂浆可以有效的解决此类问题，凭借其极高的流动性、自我找平和硬化速度快的特点，提高施工效率。但自流平砂浆的粘结强度远不及传统的瓷砖胶，不能将其盲目的作为瓷砖胶使用到瓷砖上，否则会造成安全事故。此外，自流平砂浆由于水泥用量较大，导致砂浆会产生较大的自收缩，且当遇到水分蒸发过快、养护时间不足的实际情况时，又会造成干燥收缩急剧增加的风险，从而造成收缩开裂、瓷砖脱落等问题。因此，寻找一种既能提高施工效率，又能保持高粘结性能的新型瓷砖胶成为目前亟待解决的主要问题。同时，如何减小砂浆收缩，使其能适应更加复杂的环境，也是将自流平与新型瓷砖胶相结合的难点之一。

3、磷酸钾镁水泥(mkpc)一般是由氧化镁(mgo)、磷酸二氢钾(kh2po4)等外加剂按照一定比例混合，发生酸碱中和反应形成的一种环境友好型胶凝材料。mkpc与水混合后能够迅速发生反应，生成具有胶凝性的磷酸盐。具有快凝快硬、粘结强度高等优点。可以考虑将其掺入瓷砖胶中，加快瓷砖胶水化反应，快速凝结，缩短养护时间。但正是由于其凝结时间过快，极大的缩减了工人的可操作时间，导致其不能单独作为瓷砖胶的胶凝材料使用，因此如何充分利用mkpc的优点，并有效调控其凝结时间，是其能否掺入到瓷砖胶中的关键因素。

4、锡箔灰主要产生于浙江绍兴，锡箔纸为银白色，焚烧后灰为金黄。为充分利用废弃物锡箔灰，响应“无废城市”建设的号召，探索锡箔灰作为矿物掺合料在瓷砖胶中的可行性就显得尤为重要。硅化锆是一种具有高硬度的陶瓷材料，主要用作精细陶瓷原料粉，用于生产半导体薄膜生产用坩埚。但当坩埚损坏时，由于其超高的硬度，回收利用较为困难，造成了资源的浪费。因此，考虑将硅化锆制成不同粒径大小的硅化锆微珠掺入到砂浆中，不仅可以提高硅化锆的资源利用率，还能增强瓷砖胶的力学性能和减小收缩。

5、综上所述，针对瓷砖胶需求量大、成本较高、施工效率较低，固体废弃物锡箔灰和硅化锆资源循环利用等问题，且为调控自流平砂浆与瓷砖胶之间的性能和探索mkpc如何使用到瓷砖胶中去，本发明提出一种绿色低收缩自流平瓷砖胶及其制备方法，在保证瓷砖胶粘结性能的同时能够提高施工效率，并降低生产成本，保护绿色生态环境。

技术实现思路

1、为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种绿色低收缩自流平瓷砖胶及其制备方法，不仅具有更高的粘结强度和低收缩，还能够在缩短凝结时间的同时，提高瓷砖胶的流动度使其达到自流平状态，提高了瓷砖的施工效率。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种绿色低收缩自流平瓷砖胶，由包含以下重量份的原料制备：

4、硅酸盐水泥357.8-384.8份，mkpc53-57份，粉煤灰95.4-102.6份，纳米锡箔灰23.8-25.6份，细骨料为硅化锆微珠和石英砂细砂的混合物，其中硅化锆微珠397.5-427.5份，石英砂397.5-427.5份；甲基纤维素3.2-3.4份，可再分散乳胶粉10.6-11.4份，减水剂4.7-6.4份，水228-265份。

5、进一步，所述细骨料的细度模数为1.6-2.2，颗粒级配ⅲ区；所述减水剂为羧酸减水剂粉剂，减水剂减水效率为25％；所述硅化锆微珠显微硬度≥1000kg/mm2，组分中zrsi2占比＞95％，粒径范围为0.1-0.25mm。

6、再进一步，所述硅酸盐水泥为p·o42.5水泥，控制p·o42.5水泥、粉煤灰和纳米锡箔灰之和与mkpc使用比例为9：1；mkpc原材料为死烧氧化镁和磷酸二氢钾，镁磷比为2.5；死烧氧化镁，组分中mgo占比≥95％；磷酸二氢钾，组分中kh2po4≥99％。

7、更进一步，所述纳米锡箔灰原料为锡箔纸燃烧后所产生的废弃物，通过球磨机二次磨细后得到纳米锡箔灰，其比表面积≥180m2/g，主要成分为氧化锡。

8、优选的，所述纳米锡箔灰磨细工艺总结为“一干一筛二磨”，过程如下：(1)将锡箔灰放入水中清洗完去除杂质后再放入烘箱中经过50℃恒温烘干后得到干燥锡箔灰；(2)将干燥后的锡箔灰，通过振筛机筛选出粒径≤0.15mm的颗粒；(3)将锡箔灰放入普通球磨机中进行第一次磨细至粒径≤75μm，取出备用；(4)将锡箔灰(粒径≤75μm)放入行星式纳米球磨机中进行第二次磨细至粒径≤100nm，得到纳米锡箔灰，取出备用。

9、一种绿色低收缩自流平瓷砖胶的制备方法，包括以下步骤：

10、(1)称取以下重量份的原料：硅酸盐水泥357.8-384.8份，mkpc53-57份，粉煤灰95.4-102.6份，纳米锡箔灰23.8-25.6份，细骨料为硅化锆微珠和石英砂细砂的混合物，其中硅化锆微珠397.5-427.5份，石英砂397.5-427.5份；甲基纤维素3.2-3.4份，可再分散乳胶粉10.6-11.4份，减水剂4.7-6.4份，水228-265份；

11、(2)将磷酸二氢钾和全部水倒入水泥净浆搅拌锅中，高速搅拌25-35s，再将称量好的氧化镁也倒入搅拌锅中，高速搅拌25-35s，得到mkpc浆体；

12、(3)将硅酸盐水泥、粉煤灰、纳米锡箔灰、甲基纤维素、可再分散乳胶粉和减水剂均匀混合在一起，倒入搅拌锅中，低速搅拌25-35s，高速搅拌25-35s；

13、(4)将硅化锆微珠和石英砂细砂充分混合后倒入搅拌锅中，低速搅拌85-95s后得到瓷砖胶。

14、本发明的有益效果主要表现在：

15、1、从胶凝材料的角度，本发明采用硅酸盐水泥和mkpc配合使用，纳米锡箔灰和粉煤灰取代部分硅酸盐水泥作为胶凝材料。本发明将(p.o42.5水泥+粉煤灰+锡箔灰)与mkpc按9：1的比例配合使用，在硅酸盐水泥生成水化产物c-s-h凝胶时，mkpc也发生水化反应，生成mgkpo4·6h2o(mkp)，mkpc早期的水化速率远大于硅酸盐水泥，因此会增加瓷砖胶早期强度，并且加快瓷砖胶的凝结时间，缩短养护时间，提高了施工效率。mkpc与硅酸盐水泥配合使用时，mkpc水化过程中具有微膨胀特性，可有效降低砂浆的收缩，弥补硅酸盐水泥收缩较大的缺点，有助于提高瓷砖胶的力学性能。此外，mkp比c-s-h凝胶的粘结性更强，同时少量磷酸盐会与硅酸盐水泥中未水化的熟料颗粒和水化产物发生反应，生成同样具有胶凝性的磷酸钙类产物，产生额外的化学粘结作用，大大增强了瓷砖胶的粘结强度。另固体废弃物锡箔灰采用“一干一筛二磨”的磨细工艺磨细至纳米颗粒，替代部分水泥掺入到瓷砖胶中，充分利用了锡箔灰，减少了废弃物对环境的影响，保护了绿色生态环境。并利用sno2纳米颗粒比表面积极大的特性充分发挥晶核作用和填充效应，产生额外的水化产物以及填补孔隙，改善了孔隙结构，提高了瓷砖胶的密实度，增强了粘结强度。

16、2、从细骨料的角度，本发明采用硅化锆微珠与石英砂的混合物作为瓷砖胶的细骨料。本发明将硅化锆制成不同粒径大小分别取代硅酸盐水泥和细骨料，改善颗粒级配，提高了瓷砖胶的密实度，利用其硬度大的特点，增强了瓷砖胶的力学性能和抵抗收缩变形的能力，同时也提高了硅化锆的资源利用率，促进了绿色生态的可持续性发展。

17、3、从性能的角度，本发明将自流平砂浆与瓷砖胶的优点集于一处，制备出绿色低收缩自流平瓷砖胶。本发明通过掺入纳米锡箔灰、粉煤灰、甲基纤维素、减水剂来提高瓷砖胶的流动性，四者相互协作，调整掺入量，最终达到水泥基自流平的效果，从而简化了瓷砖胶的施工步骤，提高施工效率。通过mkpc与硅酸盐水泥的并用，利用其各自体系的水化产物的特点，提高了瓷砖胶的粘结强度并减小了瓷砖胶的收缩，弥补了普通自流平砂浆粘结强度不足和收缩大的缺点。最终，在不断调控各组分的掺量下，找到平衡点，制备出一种绿色低收缩自流平瓷砖胶。