一种砌筑粘合剂及其制备方法和应用、砌筑砂浆及其分离方法

技术领域

本申请涉及建筑材料的技术领域，具体涉及一种砌筑粘合剂及其制备方法和应用、砌筑砂浆及其分离方法。

背景技术

近年来，在园林景观的工程建设中，正在大力培养砌筑工程的技能型技术人才。在培养技能型技术人才的日常训练中，砌筑砂浆是砌筑工程的主要工艺材料，每天的消耗量巨大。

传统的砌筑砂浆通常采用水泥砂浆的形式，这种砌筑粘合剂具有和易性好、强度大、易操作等多项优点。但是，由于水泥砂浆内在的固有水硬性特性，使得经过砌筑使用后的水泥砂浆，就会凝固成一个整体，难以再使水泥砂浆分离，增加了砌筑工程的训练成本。另外，在砌筑工程的训练过程中，难以分离的水泥砂浆会造成大量的建筑垃圾；而且砌筑用砖也被水泥砂浆污染并失能，失能后的砌筑用砖也会产生大量的建筑垃圾，进而导致资源严重浪费，废弃物产生量巨大。

目前，建设工程项目针对砌筑砂浆的使用情况，基本都是采用永久性粘结材料进行砌筑，还没有从循环利用的角度对这类产品进行改良，这也是建设项目的永久性特性决定的。但是，在实际应用过程中，无论是从环保性方面还是节能性方面，以及考虑到整体成本控制方面，做一种可以分离、进而可以重复利用的砌筑砂浆，对于砌筑训练和临时性砌筑项目都具有非常重要的意义和价值。

发明内容

为了可以重复利用砌筑砂浆，以满足砌筑训练和临时性砌筑项目的需求，本申请提供一种砌筑粘合剂及其制备方法和应用、砌筑砂浆及其分离方法。

第一方面，本申请提供一种砌筑粘合剂。

一种砌筑粘合剂，包括以下重量份的组分：270-330份生石灰；180-220份石膏粉；170-230份粉煤灰；50-80份园林废弃物的炭化物；5-9份丙二醇嵌段聚醚；所述砌筑粘合剂中不包括水泥。

本申请利用生石灰、石膏粉、粉煤灰、园林废弃物的炭化物与丙二醇嵌段聚醚配合使用，制成砌筑粘合剂，并将该砌筑粘合剂与砂子混合得到砌筑砂浆。利用上述方法获得的砌筑砂浆的28天抗压强度满足砌筑训练和临时性砌筑项目的强度要求，且该砌筑砂浆经过处理，可轻易分离，进行回收重复利用。

申请人经过多次试验发现，当使用水泥时，获得的砌筑砂浆难以分离。这是由于水泥的胶结作用非常大，使用后，砌筑砂浆不易破碎，会留存更多的碎块，碎块直径也很大，除非进行更精细的粉碎处理，常规方式很难达到再次利用。因此，本申请提供的砌筑粘合剂不含有水泥。

优选地，所述园林废弃物的炭化物的制备方法为：将园林废弃物置于400-600℃条件下，炭化60-90min，经过粉粹过筛，即得。

本申请将树枝修剪物、草坪修剪物、枯枝落叶、杂草和残花等园林废弃物进行资源化利用，这些园林废弃物经过炭化之后，可以热解转化为一种有机碳含量高、吸附能力强、多孔性的功能化环保材料；用于砌筑砂浆，可以提高砌筑砂浆的抗压强度和可分离性。

优选地，所述园林废弃物的炭化物的平均粒度为15-20um。

在一个具体的实施方案中，所述园林废弃物的炭化物的平均粒度可以为15um、18um、20um。

在一些具体的实施方案中，所述园林废弃物的炭化物的平均粒度还可以为15-18um、18-20um。

经过试验分析可知，当控制园林废弃物的炭化物的粒度在15-20um的范围内时，能够保证砌筑砂浆易分离的前提下，能够进一步提高砌筑砂浆的抗压强度。因此，本申请将园林废弃物的炭化物的粒度控制在上述范围内。

优选地，所述丙二醇嵌段聚醚的平均分子量为1600-2500。

在一个具体的实施方案中，所述丙二醇嵌段聚醚的平均分子量可以为1600、1630、1900、2500。

在一些具体的实施方案中，所述丙二醇嵌段聚醚的平均分子量还可以为1630-1900、1900-2500。

进一步地，所述丙二醇嵌段聚醚在25℃时的粘度为250-440cps。

在一个具体的实施方案中，所述丙二醇嵌段聚醚在25℃时的粘度可以为250cps、320cps、400cps、440cps。

在一些具体的实施方案中，所述丙二醇嵌段聚醚在25℃时的粘度还可以为250-320cps、320-400cps。

申请人发现在砌筑粘合剂中添加丙二醇嵌段聚醚，进而制备砌筑砂浆时，不仅可以使得砌筑砂浆的抗压强度满足砌筑训练的要求，还可以大大提高砌筑砂浆的可分离性。

经过试验分析可知，当丙二醇嵌段聚醚的平均分子量为上述范围，在25℃时的粘度为上述范围时，能够进一步提高砌筑砂浆的抗压强度和可分离性。

第二方面，本申请提供了上述砌筑粘合剂的制备方法，具体包括以下步骤：

将所述丙二醇嵌段聚醚与水混合均匀，得到丙二醇嵌段聚醚水溶液；

将所述生石灰、所述石膏粉、所述粉煤灰与所述园林废弃物的炭化物混合搅拌，得到预混物；将所述预混物加入至所述丙二醇嵌段聚醚水溶液中，混合均匀，即得。

利用上述制备方法，获得的砌筑粘合剂与砂子制备砌筑砂浆的过程中，具有良好的和易性，便于施工。

第三方面，本申请提供了一种砌筑砂浆，所述砌筑砂浆包括砂子和上述砌筑粘合剂。

优选地，所述砂子和所述砌筑粘合剂的重量比为3：(0.8-1.2)。

第四方面，本申请提供了上述砌筑砂浆的分离方法，具体包括以下步骤：

将所述砌筑砂浆完全浸没于浓度为3-5wt％的醋酸水溶液中；

20-24h后取出所述砌筑砂浆，并置于室温干燥；

重复上述步骤，直至所述砌筑砂浆经过振动达到自动分离的状态。

本申请发现将制备的砌筑砂浆浸没于醋酸水溶液中，然后室温干燥；反复几次，经过振动即可分离砂浆。

第五方面，本申请提供了上述砌筑粘合剂或上述砌筑砂浆在建筑材料中的应用。

利用本申请提供的砌筑粘合剂和砌筑砂浆，可以进行重复利用，以降低成本和损耗，降低固体废弃物产生量，真正做到一举多得，可以高效改善目前建筑行业在这一领域所面临的问题。

综上所述，本申请的技术方案具有以下效果：

本申请利用生石灰、石膏粉、粉煤灰、园林废弃物的炭化物与丙二醇嵌段聚醚配合使用，与砂子制成砌筑砂浆。该砌筑砂浆的28天抗压强度满足砌筑训练和临时性砌筑项目的强度要求，且该砌筑砂浆经过处理，可轻易分离，进行回收重复利用。

本申请提供的砌筑砂浆经过醋酸水溶液浸泡处理，经过振动，即可以自然分离。

本申请提供的可重复利用的砌筑砂浆，来替代传统砂浆，进而达到循环性、环保性、节能性均能实现的一举多得的效果。

具体实施方式

第一方面，本申请提供一种砌筑粘合剂，包括以下重量份的组分：270-330份生石灰；180-220份石膏粉；170-230份粉煤灰；50-80份园林废弃物的炭化物；5-9份丙二醇嵌段聚醚；砌筑粘合剂中不包括水泥。

其中，园林废弃物的炭化物的制备方法为：将园林废弃物置于400-600℃条件下，炭化60-90min，经过粉粹过筛，即得；园林废弃物的炭化物的平均粒度为15-20um。

具体地，丙二醇嵌段聚醚的平均分子量为1600-2500；在25℃时的粘度为250-440cps。

第二方面，本申请提供了上述砌筑粘合剂的制备方法，具体包括以下步骤：

将丙二醇嵌段聚醚与水混合均匀，得到丙二醇嵌段聚醚水溶液；

将生石灰、石膏粉、粉煤灰与园林废弃物的炭化物混合搅拌，得到预混物；

将预混物加入至丙二醇嵌段聚醚水溶液中，混合均匀，即得。

第三方面，本申请提供了一种砌筑砂浆，砌筑砂浆包括砂子和上述砌筑粘合剂。

其中，砂子和砌筑粘合剂的重量比为3：(0.8-1.2)。

第四方面，本申请提供了上述砌筑砂浆的分离方法，具体包括以下步骤：

将砌筑砂浆完全浸没于浓度为3-5wt％的醋酸水溶液中；

20-24h后取出砌筑砂浆，并置于室温干燥；

重复上述步骤，直至砌筑砂浆经过振动达到自动分离的状态。

丙二醇嵌段聚醚购买自江苏省海安石油化工厂。其余原料均可商购获得。

以下结合制备例、实施例、对比例以及性能检测试验对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

制备例

制备例1

本制备例提供了一种园林废弃物的炭化物。

本制备例中园林废弃物的碳化物的制备方法为：

将园林废弃物置于高温炉中，以5℃/min升温至500℃条件下，炭化75min，再以5℃/min降温至室温，取出，经过粉粹过筛，得平均粒度为18um的园林废弃物的炭化物。

制备例2

本制备例提供了一种园林废弃物的炭化物。

本制备例中园林废弃物的碳化物的制备方法为：

将园林废弃物置于高温炉中，以5℃/min升温至500℃条件下，炭化75min，再以5℃/min降温至室温，取出，经过粉粹过筛，得平均粒度为10um的园林废弃物的炭化物。

制备例3

本制备例提供了一种园林废弃物的炭化物。

本制备例中园林废弃物的碳化物的制备方法为：

将园林废弃物置于高温炉中，以5℃/min升温至500℃条件下，炭化75min，再以5℃/min降温至室温，取出，经过粉粹过筛，得平均粒度为25um的园林废弃物的炭化物。

制备例4

本制备例提供了一种砌筑粘合剂。

本制备例中园林废弃物的炭化物来源于制备例1；所用丙二醇嵌段聚醚型号为L35、平均分子量为1900，25℃时的粘度为320cps。

本制备例中砌筑粘合剂的制备方法为：

称取7g丙二醇嵌段聚醚与50g水混合均匀，得到丙二醇嵌段聚醚水溶液；

分别称取300g生石灰、200g石膏粉、210g粉煤灰、65g园林废弃物的炭化物，将这四种物质混合，并搅拌均匀，得到预混物；

将预混物加入至丙二醇嵌段聚醚水溶液中，搅拌均匀，即得砌筑粘合剂。

制备例5

本制备例提供了一种砌筑粘合剂。

本制备例与制备例4的不同之处在于：园林废弃物的炭化物来源于制备例2。

制备例6

本制备例提供了一种砌筑粘合剂。

本制备例与制备例4的不同之处在于：园林废弃物的炭化物来源于制备例3。

制备例7

本制备例提供了一种砌筑粘合剂。

本制备例与制备例4的不同之处在于：丙二醇嵌段聚醚的添加量为5g。

制备例8

本制备例提供了一种砌筑粘合剂。

本制备例与制备例4的不同之处在于：丙二醇嵌段聚醚的添加量为9g。

制备例9-12

制备例9-12分别提供了一种砌筑粘合剂。

上述制备例与制备例4的不同之处在于：丙二醇嵌段聚醚的种类不同。具体如表1所示。

表1制备例4、9-12丙二醇嵌段聚醚的种类

制备例13

本制备例提供了一种砌筑粘合剂。

本制备例与制备例4的不同之处在于：砌筑粘合剂不含有园林废弃物的炭化物。

本制备例中砌筑粘合剂的制备方法为：

称取7g丙二醇嵌段聚醚与50g水混合均匀，得到丙二醇嵌段聚醚水溶液；

分别称取300g生石灰、200g石膏粉、210g粉煤灰，将这三种物质混合，并搅拌均匀，得到预混物；

将预混物加入至丙二醇嵌段聚醚水溶液中，搅拌均匀，即得砌筑粘合剂。

制备例14

本制备例提供了一种砌筑粘合剂。

本制备例与制备例4的不同之处在于：砌筑粘合剂不含有丙二醇嵌段聚醚。

本制备例中砌筑粘合剂的制备方法为：

分别称取300g生石灰、200g石膏粉、210g粉煤灰、65g园林废弃物的炭化物，将这四种物质混合，并搅拌均匀，得到预混物；

将预混物加入至57g水中，搅拌均匀，即得砌筑粘合剂。

制备例15

本制备例提供了一种砌筑粘合剂。

本制备例与制备例4的不同之处在于：砌筑粘合剂还含有100份水泥。

称取7g丙二醇嵌段聚醚与50g水混合均匀，得到丙二醇嵌段聚醚水溶液；

分别称取300g生石灰、200g石膏粉、210g粉煤灰、100g水泥、65g园林废弃物的炭化物，将这四种物质混合，并搅拌均匀，得到预混物；

将预混物加入至丙二醇嵌段聚醚水溶液中，搅拌均匀，即得砌筑粘合剂。

制备例16

本制备例提供了一种砌筑粘合剂。

本制备例与制备例4的不同之处在于：丙二醇嵌段聚醚的添加量为3g。

制备例17

本制备例提供了一种砌筑粘合剂。

本制备例与制备例4的不同之处在于：丙二醇嵌段聚醚的添加量为10g。

实施例

实施例1-9

实施例1-9分别提供了一种砌筑砂浆。

上述实施例的不同之处在于：砌筑粘合剂的种类，具体如表2所示。

上述实施例中可分离的砌筑砂浆的制备方法为：

将砂子和砌筑粘合剂按照重量比为3：1进行混合，即得；

其中，砂子的平均粒径为0.25mm-0.5mm；含泥量≤2.5％，含水量≤2％。

表2实施例1-9中砌筑粘合剂的种类

对比例

对比例1-5

上述对比例提供了一种砌筑砂浆。

上述对比例的不同之处在于：砌筑粘合剂的种类，具体如表3所示。

表3对比例1-5中砌筑粘合剂的种类

性能检测试验

试验例1

本试验例检测了砌筑砂浆的抗压强度。

按照JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》的方法，将实施例1-9与对比例1-5制备得到的砌筑砂浆，浇筑成砌筑砂浆试件，在20℃下静置24h，试块脱模后，在20℃的条件下静置，进行标准养护28d。

对上述砌筑砂浆的抗压强度进行测试。

检测结果：如表4所示。

试验例2

本试验例检测了砌筑砂浆的可分离性性。

将试验例1中的砌筑砂浆试件完全浸没于浓度为4wt％的醋酸水溶液中；

24h后取出砌筑砂浆试件，并置于室温干燥4h；

重复上述步骤，直至砌筑砂浆试件经过振动达到自动分离的状态。

检测结果：如表4所示。

表4实施例1-9与对比例1-5中砌筑砂浆的性能检测结果

结合表4，通过对比实施例1-9与对比例1-5的检测结果，可知，本申请利用生石灰、石膏粉、粉煤灰、园林废弃物的炭化物与丙二醇嵌段聚醚制成砌筑粘合剂，并将该砌筑粘合剂与砂子混合得到砌筑砂浆。利用上述方法获得的砌筑砂浆的28天抗压强度满足砌筑训练的强度要求，且该砌筑砂浆经过醋酸水溶液处理，可轻易分离，进行回收利用。

通过对比实施例1与对比例1的检测结果，当未使用园林废弃物的炭化物时，砌筑砂浆的抗压强度较低，不能满足砌筑训练的要求；且砌筑砂浆较难分离。进一步地，通过对比实施例1-3的检测结果，当控制园林废弃物的炭化物的粒度在15-20um的范围内时，能够进一步提高砌筑砂浆的抗压强度。因此，本申请选择使用园林废弃物的炭化物用于制备砌筑砂浆，并将园林废弃物的炭化物的粒度控制在上述范围内。

通过对比实施例1与对比例3的检测结果，当砌筑粘合剂还含有100份水泥时，砌筑砂浆不能进行分离。因此，本申请不适用水泥来制备砌筑砂浆。

通过对比实施例1与对比例2的检测结果，当未使用丙二醇嵌段聚醚时，砌筑砂浆不能进行分离。进一步地，通过对比实施例1、实施例4-5与对比例4-5的检测结果，当丙二醇嵌段聚醚的添加量少于5份时，砌筑砂浆分离的周期过长，增加了试验成本；而当丙二醇嵌段聚醚的添加量多于9份时，砌筑砂浆的抗压强度较低，不能满足砌筑训练的要求。

通过对比实施例1与实施例6-9的检测结果时，当丙二醇嵌段聚醚的平均分子量为1600-2500，在25℃时的粘度为250-440cps时，能够进一步提高砌筑砂浆的抗压强度和可分离性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。