本技术属于建筑材料，涉及一种地面用生态低碳找平流动砂浆及其制备方法，具体地涉及一种吸水率低、耐磨性高、机械强度高的地面用生态低碳找平流动砂浆及其制备方法。
背景技术：
1、地面找平砂浆在建筑施工中起着非常重要的作用，主要用于平整地面，为后续的地板铺设或其他表面处理（如瓷砖、木地板、地毯等）提供一个平坦、坚固的基础。使用地面找平砂浆可以有效地解决由于基础不平或不均匀沉降导致的问题，提高建筑质量并延长地面材料的使用寿命。根据不同的使用条件和要求，地面找平砂浆通常可以分为以下几种类型：水泥基找平砂浆、石膏基找平砂浆、自流平砂浆等，其中水泥基找平砂浆是最常见的一种找平采用，由水泥、细骨料（如沙子）、添加剂等组成，适用于大多数室内地面找平工程；石膏基找平砂浆具有较好保温隔热性能，而且干燥速度快，适合快速施工；自流平砂浆是一种特殊的找平材料，流动性非常好，能够自动流动并找平地面，特别适合需要高精度平整度的地面工程。
2、水泥基找平砂浆作为一种传统的建筑材料，主要由水泥和细骨料等材料制成，但是水泥生产过程中会释放大量的二氧化碳，这主要是因为石灰石分解会产生二氧化碳，因此水泥的生产和使用会产生温室气体，影响碳排放；另外水泥制造是一个高能耗的过程，从原材料的开采到最终产品的制成，都需要消耗大量的能源，高能耗意味着更高的化学燃料使用量，进而加剧了碳排放的问题。因此水泥基找平砂浆在绿色环保和低碳方面存在缺点。
3、为了减轻上述这些负面影响，建筑业不断探索更环保低碳的替代方法，与传统水泥相比，石膏的生产过程中释放的二氧化碳较少，石膏基材料的生产能耗相对较低，不需要像水泥一样进行高温煅烧，因此石膏基材料的能源需求和碳排放都低于水泥产品。石膏基找平砂浆不仅具有绿色环保和低碳的优点，还具有良好的隔热性能、可回收性能以及快速硬化的优点。
4、尽管石膏基地面找平砂浆在绿色环保、低碳和隔热性能等方面具有诸多优势，但是其在实际应用过程中，由于石膏基材料对于水分的敏感性较高，长期暴露在潮湿环境中，石膏基找平层可能会吸水膨胀，导致强度下降甚至出现粉化现象，另外相对于水泥基材料，石膏基地面找平砂浆机械强度较低，不适合用于承重载荷和有特殊要求的地面。
技术实现思路
1、对于当前石膏基地面找平砂浆防水性能和机械性能较差的问题，本技术的目的在于提供一种地面用生态低碳找平流动砂浆及其制备方法。本发明的砂浆以石膏为主料，并对石膏进行改性，结合改性复合纤维，不仅保证了地面找平砂浆的绿色环保和低碳，还提高了砂浆的机械强度、耐冻融性能和耐磨性能，降低了吸水性能和收缩率，砂浆的综合性能提升。
2、本技术提供一种地面用生态低碳找平流动砂浆，其特征在于：按照重量份包括以下原料：
3、改性石膏30~60份
4、改性复合纤维3~5份
5、填料4~5份
6、骨料25~45份
7、胶粉1~3份
8、减水剂0.04~0.0.6份
9、增稠剂0.01~0.05份
10、缓凝剂0.01~0.05份
11、流平剂0.05~0.15份
12、水10~20份；
13、改性石膏的制备方法为：
14、s11：将氟石膏、磷石膏和半水石膏混合均匀得到混合石膏，备用；
15、s12：将亚麻籽油、花生油、大豆油和过氧化二苯甲酰加入水中形成第一分散液，备用；
16、s13：将聚氨酯和环氧树脂加入水中形成第二分散液，备用；
17、s14：将第一分散液加入到混合石膏中混合均匀，然后加入第二分散液搅拌3~5h后，过滤和干燥，得到改性石膏；
18、改性复合纤维的制备方法为：
19、s21：将木质素纤维、聚丙烯网状纤维和碳纤维混合均匀得到混合纤维，将混合纤维浸泡在浓度为5~8%的硫酸水溶液中8~10h后，取出、洗涤和干燥，得到活化纤维，备用；
20、s22：将聚乙烯醇加入到异丙醇中进行搅拌，之后在搅拌下缓慢滴加浓度为0.1~0.5%的氢氧化钠水溶液，升温至50~60℃保持1~1.5h，继续滴加环氧丙基二甲基二十二烷基氯化铵反应4~6小时后，析出产物，用盐酸中和调节ph值为7，采用丙酮洗涤浸泡，除去残余的反应物，在30~50℃干燥4~6h，得到阳离子改性聚乙烯醇，备用；
21、s23：将活化纤维放入反应器中，加入水，然后加入阳离子改性聚乙烯醇搅拌均匀，升温至60~80℃反应30~60min，反应完成后，过滤、洗涤和干燥，得到改性复合纤维。
22、目前找平砂浆根据其不同的用途分为墙面找平砂浆和地面找平砂浆，其中墙面找平砂浆用于墙面，主要承受的是垂直方向上的重量以及可能的横向应力，地面找平砂浆主要应用于地面，需要承受行走、家具移动和设备放置等带来的压力和冲击力，因此虽然都是找平砂浆，但是由于应用场景的不同，相比墙面找平砂浆，地面找平砂浆需要强度更高、耐磨性更高的砂浆。基于低碳环保出发，本发明以石膏为主要材料，鉴于石膏的吸水性较高和强度较差的问题，本发明对石膏进行了改性，降低了石膏的吸水率，提高了砂浆的机械强度。分析原因：在改性石膏的制备过程中，加入了亚麻籽油、花生油和大豆油等天然油脂，这些成分可以在石膏颗粒表面形成一层薄膜，这层薄膜能够阻止水分的快速渗透，从而降低砂浆的吸水率。同时聚氨酯和环氧树脂形成第二分散液能够与石膏颗粒发生反应，增强了石膏颗粒之间的结合力，减少了孔隙数量和大小，进一步降低了吸水率。改性剂的引入导致石膏晶体生长方式发生变化，可能形成更致密的晶体结构，这种结构能够减少砂浆内部的空隙，从而减少水分的吸收。环氧树脂和聚氨酯的添加还可以在硬化过程中形成微细的网络结构，填补了石膏水化产物之间的空隙，提高了砂浆的密实度，降低了吸水性。本发明通过改性处理，使得石膏的水化过程更加均匀，减少了由于水化不均引起的局部收缩差异，从而降低了总体收缩率。聚氨酯和环氧树脂等有机材料在硬化过程中能够形成弹性体，这些弹性体的存在能够吸收部分因收缩产生的应力，防止开裂，从而降低收缩率。
23、本发明为了提高地面找平流动砂浆的机械强度，添加了木质素纤维、聚丙烯网状纤维和碳纤维，显著提高了砂浆的机械性能。其中木质素纤维和聚丙烯网状纤维具有较高的拉伸强度，它们在砂浆中起到“桥接”作用，能够有效地分散和转移拉应力，从而提高砂浆的抗拉强度，减少开裂的风险。聚丙烯网状纤维还具有一定的弹性和韧性，能够在砂浆受到冲击时吸收能量，减少裂缝的发生和发展，提高砂浆的抗冲击性能。碳纤维具有非常高的强度和模量，其加入可以显著提高砂浆的抗弯强度，尤其是在承受弯曲载荷的情况下，能够更好地抵抗变形和断裂。碳纤维的硬度较高，能够显著提高砂浆的耐磨性能，特别是在高磨损区域，如人流量大的地面，可以延长砂浆的使用寿命。木质素纤维和聚丙烯网状纤维也能够通过填充砂浆中的微小孔隙，减少磨损介质与砂浆直接接触的机会，从而间接提高耐磨性。
24、发明人继续研究发现，虽然添加木质素纤维、聚丙烯网状纤维和碳纤维能够在一定程度上提高砂浆的机械性能，但是由于上述三种纤维在砂浆中的分散性较差，容易形成团聚体，纤维与砂浆本体之间的结合力较差，在长期使用过程中、潮湿环境下或者冻融环境下，极易发生机械性能发生下降的情况，本发明针对此问题，对三种纤维进行了活化和改性，具体使用阳离子改性聚乙烯醇对活化纤维进行改性，阳离子改性聚乙烯醇能够提高纤维与砂浆材料之间的界面结合力，进而提高砂浆的耐久性。分析原因：改性后的纤维与砂浆基体有更好的结合力，能够更有效地分散应力，减少因冻融循环导致的微裂缝形成。阳离子改性pva能够帮助纤维在砂浆中均匀分散，减少孔隙率，提高砂浆的密实度，从而降低水分进入砂浆内部的机会，减少冻融损害。改性复合纤维和砂浆本体之间良好的界面结合减少了纤维与基体间的脱粘风险，使得砂浆在长期使用中不易发生劣化，保持良好的物理机械性能。改性纤维在砂浆中的稳定分布能够有效地抵抗外部应力，提高砂浆的抗拉、抗弯和抗冲击性能，从而延长其使用寿命。
25、在本技术的一些实施方案中，氟石膏、磷石膏和半水石膏的质量比为（3~5）：（0.5~2）：（10~15）；
26、亚麻籽油、花生油和大豆油的质量比为（2~4）：1：1，过氧化二苯甲酰的加入量为亚麻籽油质量的0.5~1%，亚麻籽油、花生油、大豆油和过氧化二苯甲酰的总质量和水的质量比为1:20~30；
27、聚氨酯和环氧树脂的质量比为（8~10）：1，聚氨酯的粘度≤500mpa•s，环氧树脂的环氧当量为400~800，粘度＞2000mpa•s，聚氨酯和环氧树脂的总质量和水的质量比为1：（35~40）；
28、第一分散液中亚麻籽油的质量为混合石膏总质量的0.5~0.8%，第二分散液中聚氨酯的质量为混合石膏总质量的0.1~0.3%。
29、聚氨酯购自安徽远辰新材料科技有限，型号为yc-612。
30、环氧树脂购自深圳市吉田化工有限公司，型号为f0705。
31、本发明中氟石膏、磷石膏和半水石膏的不同比例混合，可以使最终的改性石膏具有更优的水化特性和机械性能，从而有助于控制吸水率和收缩率。不同类型的石膏在水化时会表现出不同的行为，通过调整它们的比例，可以达到一个平衡点，使得砂浆在硬化过程中既不会因为过多的膨胀而导致开裂，也不会因为收缩过大而影响强度。
32、本发明中对亚麻籽油、花生油和大豆油的比例进行了限定，在此比例范围下，可以确保改性石膏具有良好的流动性和自密实性，使其在施工过程中易于铺设和平整，能够促进形成稳定的网络结构，提高改性石膏的抗压强度和抗折强度。三种植物油不恰当的比例可能会影响改性石膏内部结构的形成，导致其抗压和抗折强度下降，不当比例还可能导致砂浆硬化后内部应力分布不均，容易出现开裂现象。
33、本发明对聚氨酯和环氧树脂的比例以及两者的粘度参数等进行了限定，在此比例范围下，合适的比例和粘度可以确保聚氨酯和环氧树脂在改性石膏中形成有效的网络结构，从而提高砂浆的抗压、抗折强度和韧性，有助于形成稳定的化学键，减少砂浆内部的孔隙，提高其耐久性和化学稳定性。适中的粘度还有助于砂浆在施工过程中具有良好的流动性和自密实性，便于施工，同时保证砂浆表面平整。如果粘度过高，砂浆会变得过于稠厚，流动性差，难以施工，可能导致砂浆在铺设过程中出现分层或离析现象。粘度过低则可能导致砂浆过于稀薄，无法保持形状，影响成型效果。另外粘度或比例不当可能导致砂浆内部孔隙率增加，水分更容易侵入，降低其抗冻融性能。
34、在本技术的一些实施方案中，木质素纤维、聚丙烯网状纤维和碳纤维的质量比为（0.1~0.3）：（0.5~0.8）：1；
35、聚乙烯醇的粘度为80~110mpa•s，醇解度为87~89mol%；聚乙烯醇购自上海凯茵化工有限公司，型号为pva-235。
36、聚乙烯醇、异丙醇和氢氧化钠水溶液的质量比为1：（4~6）：（2~3），聚乙烯醇和环氧丙基二甲基二十二烷基氯化铵的质量比为1：（0.5~0.8）；
37、活化纤维、阳离子改性聚乙烯醇和水的质量比为（30~50）：1：（150~200）。
38、本发明对木质素纤维、聚丙烯网状纤维和碳纤维的质量比进行了限定，在此比例范围内，三种纤维适当的比例可以确保纤维在砂浆中均匀分布，充分发挥其增强作用，提高砂浆的整体抗拉、抗压和抗弯强度。通过调整纤维比例，可以优化砂浆的微观结构，使其在受力时能够更好地分散应力，减少裂缝的产生。纤维的均匀分布可以减少砂浆内部的微裂缝，从而提高其耐久性。纤维的存在还可以减少水分渗透，减少因冻融循环造成的破坏。如果三种纤维的比例发生变化，例如碳纤维的占比增加，过多的碳纤维可能导致砂浆内部的强度分布不均匀，某些区域由于纤维堆积而变得过于坚硬，而其他区域则可能因为缺乏纤维而强度不足。
39、在本技术的一些实施方案中，木质素纤维的长度不大于6mm，吸油率不小于纤维本身质量的5~8倍，含水率<5%，松密度为300~400g/l，购自深圳市恒悦达建筑材料有限公司，型号为klw-005。
40、在本技术的一些实施方案中，聚丙烯网状纤维的密度为0.91kg/m3，长度为19mm，当量直径<100μm，弹性模量>3500mpa，抗拉强度≥660mpa，购自深圳市恒悦达建筑材料有限公司，型号为klw-007。
41、在本技术的一些实施方案中，碳纤维的长度为0.8mm，含碳量≥93%，密度≥1.76g/m3，强度≥3.5gpa，购自上海力硕复合材料有限公司，型号为lscf0.8-s。
42、在本技术的一些实施方案中，填料为碳酸钙和粉煤灰中的至少一种。
43、在本技术的一些实施方案中，骨料为100~200目的砂。
44、在本技术的一些实施方案中，胶粉为可再分散乳胶粉。
45、在本技术的一些实施方案中，减水剂为聚羧酸盐类高校减水剂。
46、在本技术的一些实施方案中，增稠剂为纤维素醚，纤维素醚的粘度为200~800mpa•s。
47、在本技术的一些实施方案中，缓凝剂为蛋白质类缓凝剂；流平剂为聚甲基苯基硅氧烷、流平剂2041中的至少一种。
48、本技术提供一种地面用生态低碳找平流动砂浆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
49、s1：按比例称取改性石膏、改性复合纤维、填料、骨料、胶粉、减水剂、增稠剂和流平剂在混料机中以100~200r/min混合3~8min，得到混合料；
50、s2：向混合料中加入水，以150~300r/min混合2~6min，停止1~30min后，继续搅拌3min以上，得到找平流动砂浆。
51、相对于现有技术，本技术至少获得例如以下技术效果：
52、本技术涉及一种地面用生态低碳找平流动砂浆及其制备方法，制备的地面找平砂浆不仅具有绿色环保和低碳的优点，还具有良好的防水性能和机械强度，低收缩率，高耐磨性能，至少获得例如以下技术效果：
53、（1）本发明通过使用工业副产品氟石膏和磷石膏代替天然石膏，不仅减少了对自然资源的开采，同时也为工业废料找到了新的用途，实现了资源的有效循环利用，本发明的生产过程利用了低碳技术，采用了温和的化学反应条件，减少了能源消耗，进而降低了整个生产过程中的二氧化碳排放量；
54、（2）本发明改性石膏和改性复合纤维的使用，显著提高了地面找平砂浆的抗压强度、抗折强度以及耐磨性能，这使得成品具有更好的力学特性和机械强度，能够满足高强度的地面使用需求；
55、（4）本发明的地面找平流动砂浆具有良好的流动性和自密实性，这意味着它能够自动找平，减少了手工抹平的工作量，提高了施工速度，本发明添加的流平剂能够使砂浆表面更加光滑，减少气泡和裂缝的产生，最终形成一个美观耐用的地面面层；
56、（5）本发明使用工业废弃物作为原料降低了原材料成本，而高效的生产工艺则减少了能耗和人工成本，由于其优异的耐久性，减少了后期维修和翻新的频率，从长远来看，能够节省大量的维护费用；
57、（6）本发明合理的配比和简化的制备工艺使得现场施工变得更为便捷，快速完成砂浆的搅拌、铺设和固化过程，有利于缩短整个项目的建设周期。
1.一种地面用生态低碳找平流动砂浆，其特征在于：按照重量份包括以下原料：
2.根据权利要求1所述的一种地面用生态低碳找平流动砂浆，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种地面用生态低碳找平流动砂浆，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种地面用生态低碳找平流动砂浆，其特征在于：填料为碳酸钙和粉煤灰中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种地面用生态低碳找平流动砂浆，其特征在于：骨料为100~200目的砂。
6.根据权利要求1所述的一种地面用生态低碳找平流动砂浆，其特征在于：胶粉为可再分散乳胶粉。
7.根据权利要求1所述的一种地面用生态低碳找平流动砂浆，其特征在于：减水剂为聚羧酸盐类高校减水剂。
8.根据权利要求1所述的一种地面用生态低碳找平流动砂浆，其特征在于：增稠剂为纤维素醚，纤维素醚的粘度为200~800mpa•s。
9.根据权利要求1所述的一种地面用生态低碳找平流动砂浆，其特征在于：缓凝剂为蛋白质类缓凝剂；流平剂为聚甲基苯基硅氧烷、流平剂2041中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的一种地面用生态低碳找平流动砂浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
