CN103601454A - 一种轻质保温砂浆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种轻质保温砂浆的制备方法。其特征是由硫铝酸盐水泥作胶凝材料，改性聚苯颗粒和玻化微珠作保温骨料，并加入减水剂、引气剂、纤维素醚、乳化沥青和纤维来制备轻质保温砂浆。其特征在于：采用早期强度发展快的硫铝酸盐水泥作为胶凝材料，并改性保温骨料（原发聚苯颗粒、再生聚苯颗粒和玻化微珠），增强其与胶凝材料的粘结性能，为获得轻质保温砂浆提供条件；通过颗粒级配获得保温骨料紧密堆积时的合适配比，以此为基础，引入“最少水泥用量包裹”的思想，实验获得最优保温骨料配比，减少水泥的用量；并利用引气剂在胶凝材料中产生微小气孔，进一步降低保温砂浆的密度。通过以上技术，本发明获得了质量轻、力学性能及保温性能满足工程要求的保温砂浆。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别是涉及一种轻质保温砂浆的制备方法。
背景技术
建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面，建筑物采用外墙保温技术是最直接最科学的节能方式之一。
目前的外墙保温材料包括有机保温材料（挤塑板、聚苯板、聚氨酯等）和无机保温材料（岩棉板、无机保温砂浆等）。有机保温材料耐久性、防火性差，有的在高温下会挥发有毒气体，带来安全隐患；而无机保温材料吸水率高、保温性能稍差，且密度偏大；因此，水泥基有机无机复合保温材料的发展引起了广泛的关注。水泥基聚苯颗粒保温材料结合了水泥的力学性能优点和高分子材料的保温性能优点，再配以引气剂、保水剂等外加剂，综合性能尤为突出，应用前景非常广阔。
目前市面上的水泥基聚苯颗粒保温材料都只是将保温骨料加入胶凝材料中搅拌，没有在颗粒级配上进行科学的分配研究；同时有机EPS保温骨料与胶凝材料的粘结能力较差，导致保温材料的力学性能和保温性能差；无机玻化微珠保温骨料搅拌过程中易碎，导致吸水率过大，从而增加了保温材料的密度，并影响其力学性能和保温性能。
目前市面上的水泥基保温材料密度偏大，且导热系数高，力学性能差。
水泥基聚苯颗粒保温材料所使用的胶凝材料主要为普通硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥的凝结时间长，保温材料制备过程中颗粒容易分层，且产品后期容易出现干缩开裂现象，严重影响保温材料的力学及保温性能。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提高一种轻质保温砂浆的制备方法，采用早期强度发展快的硫铝酸盐水泥作为胶凝材料，并改性保温骨料（原发聚苯颗粒、再生聚苯颗粒和玻化微珠），增强其与胶凝材料的粘结性能，为获得轻质保温砂浆提供条件；通过颗粒级配获得保温骨料紧密堆积时的合适配比，以此为基础，引入“最少水泥用量包裹”的思想，实验获得最优保温骨料配比，减少水泥的用量；并利用引气剂在胶凝材料中产生微小气孔，进一步降低保温砂浆的密度。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案：
1．将聚苯颗粒表面进行轻微摩擦，然后喷洒聚合物溶液即可。同样，在玻化微珠表面喷洒有机硅憎水剂溶液或乳化沥青即可；
2．利用逐级填充理论和粒子干涉理论对三种保温骨料（原发聚苯颗粒，再生聚苯颗粒和玻化微珠）进行颗粒级配。选取聚苯颗粒的连续分布粒径范围3-7mm，玻化微珠连续分布粒径范围0.15-0.8mm；再通过保温骨料的表观密度利用粒子干涉理论得到有机保温骨料和无机保温骨料的理论比值；在此比值周围再进行实验研究得到合适配比即可；
3．“最少水泥用量包裹”思想，即在保证浆料达到相同的稠度时，用最少量无机胶凝材料来包裹保温骨料以确定最优的保温骨料配比，并降低保温板的密度；
4．轻质保温砂浆的制备方法，包括以下步骤：将硫铝酸盐水泥、纤维素醚、引气剂和纤维倒入搅拌机中，搅拌均匀，再加入掺入减水剂的水，和乳化沥青搅拌得到浆体；再将保温骨料倒入上述浆体中，搅拌制成浆料；将上述浆料注入模具中成型，常温下养护，硬化成型后脱模；
5．本发明的优点是：
(1)本发明改性后的保温骨料与胶凝材料的粘结性能更好，且改性玻化微珠吸水率大大降低，减小保温浆料的水灰比，并进一步提高了保温材料的力学性能和保温性能，为获得轻质保温砂浆提供条件；
(2)通过颗粒级配研究得到两种保温骨料最佳配比的基础上，引入“最少水泥用量包裹”的思想，获得最优保温骨料配比，以保证最少水泥的用量，同时利用引气剂在胶凝材料中产生微小气孔进一步降低保温砂浆的密度。通过以上技术，本发明获得了质量轻、力学性能及保温性能满足工程要求的保温砂浆；
(3)本发明利用引气剂在胶凝材料中产生微小气孔，进一步降低保温砂浆的密度；
(4)本发明采用硫铝酸盐水泥水化具有微膨胀特性，可补偿水泥基产品的后期干缩，易获得性能稳定的保温材料。
具体实施方式
实施例1
1．原料制备：
将聚苯颗粒表面进行轻微摩擦，然后喷洒浓度为20%聚合物溶液。在玻化微珠表面喷洒3%有机硅憎水剂溶液。水泥为硫铝酸盐水泥。
2．利用逐级填充理论和粒子干涉理论对三种保温骨料（原发聚苯颗粒，再生聚苯颗粒和玻化微珠）进行颗粒级配。选取聚苯颗粒的连续分布粒径范围3-7mm，玻化微珠连续分布粒径范围0.15-0.8mm；再通过保温骨料的表观密度利用粒子干涉理论得到有机保温骨料和无机保温骨料的理论比值；在此比值周围再进行实验研究得到最优配比：原发聚苯颗粒：再生聚苯颗粒：玻化微珠为4.0： 0.8：5.2。
3．“最少水泥用量包裹”思想，即在保证浆料达到相同的稠度时，用最少量无机胶凝材料来包裹保温骨料，获得最优保温骨料配比：原发聚苯颗粒：再生聚苯颗粒：玻化微珠为4.2:0.7:5.1，降低保温砂浆的密度。
4．轻质保温砂浆的制备方法，包括以下步骤：将硫铝酸盐水泥、纤维素醚、引气剂和纤维倒入搅拌机中，搅拌均匀，再加入掺入减水剂的水，和乳化沥青搅拌得到浆体；再将保温骨料倒入上述浆体中，搅拌制成浆料；将上述浆料注入模具中成型，常温下养护，硬化成型后脱模。
实施例2
1．原料制备：
将聚苯颗粒表面进行轻微摩擦，然后喷洒浓度为15%聚合物溶液。在玻化微珠表面喷洒4%有机硅憎水剂溶液。水泥为硫铝酸盐水泥。
2．利用逐级填充理论和粒子干涉理论对三种保温骨料（原发聚苯颗粒，再生聚苯颗粒和玻化微珠）进行颗粒级配。选取聚苯颗粒的连续分布粒径范围3-7mm，玻化微珠连续分布粒径范围0.15-0.8mm；再通过保温骨料的表观密度利用粒子干涉理论得到有机保温骨料和无机保温骨料的理论比值；在此比值周围再进行实验研究得到最优配比：原发聚苯颗粒：再生聚苯颗粒：玻化微珠为2.0:0.2:7.8。
3．“最少水泥用量包裹”思想，即在保证浆料达到相同的稠度时，用最少量无机胶凝材料来包裹保温骨料，获得最优保温骨料配比：原发聚苯颗粒：再生聚苯颗粒：玻化微珠为2.2:0.2:7.6，降低保温砂浆的密度。
4．轻质保温砂浆的制备方法，包括以下步骤：
将硫铝酸盐水泥、纤维素醚、引气剂和纤维倒入搅拌机中，搅拌均匀，再加入掺入减水剂的水，和乳化沥青搅拌得到浆体；再将保温骨料倒入上述浆体中，搅拌制成浆料；将上述浆料注入模具中成型，常温下养护，硬化成型后脱模。
实施例3
1．原料制备：
将聚苯颗粒表面进行轻微摩擦，然后喷洒浓度为15%聚合物溶液。在玻化微珠表面喷洒乳化沥青。水泥为硫铝酸盐水泥。
2．利用逐级填充理论和粒子干涉理论对三种保温骨料（原发聚苯颗粒，再生聚苯颗粒和玻化微珠）进行颗粒级配。选取聚苯颗粒的连续分布粒径范围3-7mm，玻化微珠连续分布粒径范围0.15-0.8mm；再通过保温骨料的表观密度利用粒子干涉理论得到有机保温骨料和无机保温骨料的理论比值；在此比值周围再进行实验研究得到最优配比：原发聚苯颗粒：再生聚苯颗粒：玻化微珠为2.8： 0.5：6.7。
3．“最少水泥用量包裹”思想，即在保证浆料达到相同的稠度时，用最少量无机胶凝材料来包裹保温骨料，获得最优保温骨料配比：原发聚苯颗粒：再生聚苯颗粒：玻化微珠为2.8： 0.4：6.8，降低保温砂浆的密度。
4．轻质保温砂浆的制备方法，包括以下步骤：
将硫铝酸盐水泥、纤维素醚、引气剂和纤维倒入搅拌机中，搅拌均匀，再加入掺入减水剂的水，和乳化沥青搅拌得到浆体；再将保温骨料倒入上述浆体中，搅拌制成浆料；将上述浆料注入模具中成型，常温下养护，硬化成型后脱模。
表1是利用本发明的不同制备工艺条件下轻质保温砂浆的力学性能和保温性能。
附表
表1. 轻质保温砂浆的性能
Claims (6)
1.一种轻质保温砂浆，其特征在于：采用快硬早强的硫铝酸盐水泥作为胶凝材料，并改性保温骨料（原发聚苯颗粒、再生聚苯颗粒和玻化微珠），增强其与胶凝材料的粘结性能，为获得轻质保温砂浆提供条件；通过颗粒级配获得保温骨料紧密堆积时的合适配比，以此为基础，引入“最少水泥用量包裹”的思想，实验获得最优保温骨料配比，减少水泥的用量；并利用引气剂在胶凝材料中产生微小气孔，进一步降低保温砂浆的密度。
2.根据权利要求1所述的轻质保温砂浆，其特征在于，所述聚苯颗粒为阻燃型原发聚苯颗粒和阻燃型再生聚苯颗粒，其粒径在3-7mm；所述玻化微珠粒径为0.15-0.8mm；所述引气剂为十二烷基磺酸钠；所述纤维为聚酯纤维或聚丙烯纤维中的一种或多种；所述减水剂为高效聚羧酸减水剂；所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚；所述乳化沥青为普通乳化沥青或改性乳化沥青。
3.根据权利要求2所述的阻燃型聚苯颗粒为改性阻燃型聚苯颗粒，其改性工艺为先将聚苯颗粒表面轻微摩擦，然后喷洒乙烯-醋酸乙烯共聚物溶液即可（此处可根据聚合物乳液浓度调节水的加入量），所述的玻化微珠为改性后的玻化微珠，其改性工艺为在玻化微珠表面均匀喷洒有机硅憎水剂或乳化沥青（此处可根据有机硅憎水剂浓度调节水的加入量）。
4.根据权利要求1所述的颗粒级配研究，其特征在于，利用逐级填充理论和粒子干涉理论对保温骨料（原发聚苯颗粒，再生聚苯颗粒和玻化微珠）进行颗粒级配。
5.根据权利要求1所述的“最少水泥用量包裹”思想，其特征在于，在保证浆料达到相同的稠度时，用最少量无机胶凝材料来包裹保温骨料以降低保温板的密度。
6.根据权利要求1所述的轻质保温砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硫铝酸盐水泥、纤维素醚、引气剂和纤维倒入搅拌机中，搅拌均匀，再加入掺入减水剂的水，和乳化沥青搅拌得到浆体；再将保温骨料倒入上述浆体中，搅拌制成浆料；将上述浆料注入模具中成型，常温下养护，硬化成型后脱模 。
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