專利名稱:外保溫砂漿及制備方法
技術領域:
本發明涉及建筑物外墻外保溫砂漿及制備方法。
經檢索國內外相關科技文獻,有關保溫砂漿研究與工程應用的報道較多。在國內,保溫砂漿主要以膨脹珍珠巖為輕骨料,以水泥為膠凝材配制成保溫砂漿。該砂漿吸水率大,抗裂性差,熱工性能有待進一步提高,施工時需多次成活,施工效率較低,且為現場配制,其質量不易控制和保證,只能作墻體內保溫砂漿,應用有其局限性。在1990年的《新型建筑材料》第1期上刊登了“聚苯乙烯保溫砂漿的研制與應用”。該文著重討論了聚苯乙烯泡沫作保溫砂漿的輕骨料之可行性,并對其技術性能、砂漿配合比及施工方法作了介紹。其中的組分為直徑約4-6mm左右的聚苯乙烯泡沫粒子、425#號普通硅酸鹽水泥、珍珠巖散料、自行研制的專用混合粘結劑,并給出了前三種配料的體積比1∶5∶2,而專用混合粘結劑未給出體積比,只是在其中說明“按規定加入”。其配制方法是按體積比,用定制的木斗量取聚苯乙烯泡沫粒子,將珍珠巖散料倒入砂漿拌和桶內或鐵板上干拌0.5-1分鐘,倒入部分混合粘結劑,繼續拌和至輕骨料的顆粒潤濕后,再一邊攪拌一邊倒入定量的水泥和混合粘結劑,攪拌時間控制在3分鐘之內。在1999年的《建筑技術》第30卷第10期上刊登了“廢聚苯乙烯水泥保溫砂漿的性能與應用”。該文主要介紹了配制廢聚苯乙烯水泥保溫砂漿所選用的材料、性能及其施工技術。該砂漿所選用的材料為粒徑小于6mm的廢聚苯乙烯泡沫顆粒、425#普通硅酸鹽水泥、砂、消石灰粉、外加劑,其中的外加劑為引氣減水劑和復合外加劑,其制備方法是在施工現場備好聚苯乙烯泡沫顆粒、外加劑和其他常用材料,按廢聚苯乙烯泡沫顆粒∶水泥∶外加劑∶消石灰∶砂=1~2∶1∶水泥體積的17%∶1∶1~2的體積比,根據其用途不同,按體積法量取各利材料倒入砂漿攪拌機內,干拌0.5分鐘,再加入總水量80%的水攪拌1-2分鐘,最后加入剩余水量。該文還簡要介紹了該砂漿性能,如強度、保溫性、抗凍性、耐火性。前述兩篇文獻雖然涉及了聚苯乙烯泡沫保溫砂漿的性能與應用,但對其基本物理力學性能、熱工性能、干縮性、抗裂性、耐水性、耐候性未作全面深入系統的研究,聚苯乙烯泡沫與膠凝材料結合和該保溫砂漿和易性的改善均主要靠摻較多聚合物粘結劑來實現,成本較高,且粘結劑的名稱和用量未作介紹,未見該保溫砂漿作外墻外保溫的工程應用報道。
本發明的目的在于提供一種外保溫砂漿及制備方法,不僅成功地解決了無機膠凝材料與聚苯乙烯泡沫顆粒的親合性,外保溫砂漿的和易性好,粘結強度高,熱工性能與施工性好,保溫隔熱性更好的問題,而且抗裂性與耐候性優良。
為了實現上述發明目的,本發明的技術方案是外保溫砂漿包括以下組分和重量百分比水泥 36-75高分子粘結劑 0.35-5.8聚苯乙烯泡沫顆粒 1.6-5.1纖維 0.07-0.12水21-54其中水泥為下列水泥中的一種425#或525#礦渣硅酸鹽水泥,425#或525#普通硅酸鹽水泥,425#或525#火山灰質硅酸鹽水泥,425#或525#粉煤灰硅酸鹽水泥;高分子粘結劑 乙烯-醋酸乙烯共聚乳液或苯丙乳液或丙烯酸乳液或乙烯-醋酸乙烯共聚乳膠粉;聚苯乙烯泡沫顆粒可發泡聚苯乙烯發泡而成的聚苯乙烯泡沫顆粒,或廢棄聚苯乙烯泡沫經破碎而成的顆粒;纖維聚丙烯纖維,或尼龍-6纖維,或抗堿玻璃纖維,或維尼綸纖維;加入上述纖維,以改善該保溫砂漿的抗裂性。
在外保溫砂漿的組合物中,還可加入以下組分,其重量百分比
0<偶聯劑≤0.20<膨脹珍珠巖≤2.80<特細砂≤26其中偶聯劑異丙基三(異硬脂酰基)鈦酸酯或異丙基三(十二烷基苯磺酰基)鈦酸酯或三乙醇胺鈦酸酯或烷醇胺鈦酸酯。
外保溫砂漿的制備工藝使聚苯乙烯泡沫顆粒的粒度大于等于0.4mm,而小于等于5mm;用高分子粘結劑重量的30-100%的水,將高分子粘結劑稀釋;按選定組分和重量百分比,稱出各原材料的重量;對聚苯乙烯泡沫顆粒表面進行改性處理;將各原料攪拌混勻,攪拌時間為3-8分鐘。
外保溫砂漿和易性與施工性好,粘結強度高,抗裂性、耐候性優良。
試驗表明,干容重為500kg/m3級的保溫砂漿斷裂能是同容重膨脹珍珠巖保溫砂漿的4.6倍,是水泥砂漿的2.6倍,其極限變形量是膨脹珍珠巖保溫砂漿的4倍,水泥砂漿的8倍。吸水率為14.1%,不到膨脹珍珠巖保溫砂漿的30%,其凍融循環和干濕循環的強度損失也只有膨脹珍珠巖保溫砂漿的一半。
與聚苯乙烯泡沫顆粒直接拌和的砂漿相比,聚苯乙烯泡沫顆粒經表面改性處理后,所配制的保溫砂漿的物理力學性能得到很好的改善,尤其是抗折強度、抗拉強度分別提高了10.9%和9.4%,摻入偶聯劑后,其抗折強度和抗拉強度分別提高了18.8%和15.1%。
為了提高硅酸鹽膠凝材對聚苯乙烯泡沫顆粒的界面粘結力,改善保溫砂漿粘聚性、和易性和施工性,需采用高分子粘結劑。通過不同結構、類型粘結劑對性能影響的對比試驗,采用其中的一種粘結劑乙烯-醋酸乙烯乳液,與粘結劑摻量為0(即基準砂漿)的砂漿相比,當這種粘結劑的摻量為1.6%時,砂漿的抗折強度提高了16%,粘結強度提高了136%,當其摻量為5.0%左右時,砂漿的粘結強度提高了近2倍,抗折強度提高了40%,抗折強度與抗壓強度之比為62.7%,其韌性大大提高。
大幅度提高保溫砂漿的抗裂性,滿足室外使用的要求是保溫砂漿用于外保溫的關鍵。材料的體積穩定性、韌性、孔結構以及吸水率等都與抗裂性有關。本發明采用纖維增韌、降低吸水率、改善孔結構、控制膠凝材用量、降低干縮率等,提高其抗裂性,以滿足外保溫的需要。本發明試驗了摻量相同的聚丙烯纖維、尼龍-6和抗堿玻璃纖維對保溫砂漿斷裂能、最大變形量以及其它物理力學性能的影響。與未摻入纖維的聚苯乙烯泡沫保溫砂漿相比,摻入纖維后砂漿的抗壓強度略有降低,而抗折強度、抗折與抗壓比以及斷裂能都得到提高,纖維不同,提高的幅度有所不同,聚丙烯纖維的效果最好,尼龍-6次之,玻璃纖維稍差。摻入纖維后的保溫砂漿的斷裂能與破壞時的最大變形均得到提高。試驗表明,摻聚丙烯纖維的保溫砂漿的斷裂能提高76.2%,極限變形量提高85.7%,摻尼龍-6的保溫砂漿的斷裂能提高68.3%,極限變形量提高57.1%,摻抗堿玻璃纖維的保溫砂漿的斷裂能提高53.5%,極限變形量提高42.8%,故聚丙烯纖維增韌最好。從各纖維的耐堿性與分散性來看,聚丙烯纖維最好。其良好的分散性與柔韌性,可保證砂漿和易性與施工性,良好的耐堿性又可保證砂漿的耐久性。
試驗表明外保溫砂漿的導熱系數較低,熱工性能較好,容重為500kg/m3的外保溫砂漿的導熱系數為0.103w/m2·k,小于相同容重的珍珠巖砂漿的導熱系數。20mm厚該外保溫砂漿與240mm厚多孔磚的復合墻體的傳熱系數為1.29w/m2·k,滿足中國夏熱冬冷地區建筑節能設計標準規定的傳熱系數不大于1.5w/m2·k的要求。
本發明經干縮性、抗裂性、耐水性、耐候性試驗,特別是抗裂性與耐候性檢驗,完全滿足外保溫要求,而且已應用于實際工程中。
本發明的具體實施例,以下各實施例均用重量百分比表示。
實施例1525#礦渣硅酸鹽水泥 47.48聚苯乙烯泡沫顆粒 4.58丙烯酸乳液 4.5維尼綸纖維 0.08水 43.36用丙烯酸乳液重量的30%的水將丙烯酸乳液稀釋。實施例2525#普通硅酸鹽水泥 57聚苯乙烯泡沫顆粒 2.57苯丙乳液 2.14抗堿玻璃纖維 0.10水 38.19用苯丙乳液重量的30%的水,將苯丙乳液稀釋。
聚丙烯纖維 0.06三乙醇胺鈦酸酯 0.05特細砂 25水 24.6用乙烯-醋酸乙烯共聚乳膠粉重量的100%的水,將其稀釋。
實施例6425#礦渣硅酸鹽水泥 5.05聚苯乙烯泡沫顆粒 5.02乙烯-醋酸乙烯共聚乳液5.77異丙基三(異硬脂酰基)鈦酸酯 0.19聚丙烯纖維 0.12膨脹珍珠巖 2.52水 35.88用乙烯-醋酸乙烯共聚乳液重量的50%的水,將其稀釋。
上述外保溫砂漿可將所需原材料一次稱足同時攪拌而成;也可先將聚苯乙烯泡沫顆粒用水稀釋后的高分子粘結劑將其表面潤濕或用水稀釋后的高分子粘結劑和偶聯劑潤濕,然后加入水泥總重量的8-15%的水泥,攪拌3-8分鐘,使聚苯乙烯泡沫顆粒完全被水泥包裹后,再將其余原材料全部加入,攪拌配制而成;還可將被水泥包裹后的聚苯乙烯泡沫顆粒在室溫下密封存放3-6天后,再將其余的原材料加入,攪拌配制而成。
權利要求
1.一種外保溫砂漿,其特征在于該砂漿包括以下組分及重量百分比水泥 36-75高分子粘結劑 0.35-5.8聚苯乙烯泡沫顆粒 1.6-5.1纖維 0.07-0.12水 21-54其中水泥425#或525#礦渣硅酸鹽水泥,425#或525#普通硅酸鹽水泥,425#或525#火山灰質硅酸鹽水泥,425#或525#粉煤灰硅酸鹽水泥;砂漿所用水泥可為上述水泥中的任一種水泥;高分子粘結劑乙烯-醋酸乙烯共聚乳液或苯丙乳液或丙烯酸乳液或乙烯-醋酸乙烯共聚乳膠粉;聚苯乙烯泡沫顆粒可發泡聚苯乙烯發泡而成的聚苯乙烯泡沫顆粒或廢棄聚苯乙烯泡沫經破碎而成的顆粒;纖維聚丙烯纖維或尼龍-6纖維或抗堿玻璃纖維或維尼綸纖維。
2.根據權利要求1所述的外保溫砂漿,其特征在于該保溫砂漿中加入以下組分及重量百分比0<偶聯劑≤0.20<膨脹珍珠巖≤2.80<特細砂≤26其中偶聯劑異丙基三(異硬脂酰基)鈦酸酯或異丙基三(十二烷基苯磺酰基)鈦酸酯或三乙醇胺鈦酸酯或烷醇胺鈦酸酯;特細砂細度模數0.6。
3.根據權利要求1所述的外保溫砂漿,其特征在于該保溫砂漿的具體組分及重量百分比525#礦渣硅酸鹽水泥 47.48聚苯乙烯泡沫顆粒 4.58丙烯酸乳液 4.5維尼綸纖維 0.08水 43.36。
4.根據權利要求1或2所述的外保溫砂漿,其特征在于該保溫砂漿的具體組分及重量百分比525#普通硅酸鹽水泥 57聚苯乙烯泡沫顆粒 2.57苯丙乳液 2.14抗堿玻璃纖維 0.10水 38.19。
5.根據權利要求1或2所述的外保溫砂漿,其特征在于該保溫砂漿的具體組分及重量百分比525#火山灰質硅酸鹽水泥 53.66聚苯乙烯泡沫顆粒 2.41乙烯-醋酸乙烯共聚乳液2.01尼龍-6纖維 0.07特細砂 16.09水 25.76。
6.根據權利要求1或2所述的外保溫砂漿,其特征在于該保溫砂漿的具體組分及重量百分比525#粉煤灰硅酸鹽水泥 53.98聚苯乙烯泡沫顆粒 3.24乙烯-醋酸乙烯共聚乳液2.78膨脹珍珠巖 2.7聚丙烯纖維 0.09異丙基三(異硬脂酰基)鈦酸酯 0.08水 37.13。
7.根據權利要求1或2所述的外保溫砂漿,其特征在于該保溫砂漿的具體組分及重量百分比425#普通硅酸鹽水泥 47.74聚苯乙烯泡沫顆粒 2.15乙烯-醋酸乙烯共聚乳膠粉 0.4聚丙烯纖維 0.06三乙醇胺鈦酸酯 0.05特細砂 25水 24.6。
8.根據權利要求1或2所述的外保溫砂漿,其特征在于該保溫砂漿的具體組分及重量百分比425#礦渣硅酸鹽水泥 5.05聚苯乙烯泡沫顆粒 5.02乙烯一醋酸乙烯共聚乳液 5.77異丙基三(異硬脂酰基)鈦酸酯 0.19聚丙烯纖維 0.12膨脹珍珠巖 2.52水 35.88。
9.一種外保溫砂漿的制備方法,其特征在于該制備方法按以下順序進行使聚苯乙烯泡沫顆粒的粒度大于等于0.4mm,而小于等于5mm;用高分子粘結劑重量的30-100%的水,將高分子粘結劑稀釋;按選定組分和重量百分比,并稱出各原材料的重量;對聚苯乙烯泡沫顆粒表面進行改性處理;將各原料攪拌3-8分鐘,混勻。
10.根據權利要求9所述的外保溫砂漿的制備工藝,其特征在于對聚苯乙烯泡沫顆粒表面進行改性處理的方法是用稀釋后的高分子粘結劑將聚苯乙烯泡沫顆粒表面潤濕,將水泥總重量的8-15%的水泥加入潤濕后的聚苯乙烯泡沫顆粒,攪拌3-8分鐘,使其被水泥包裹。
11.根據權利要求10所述的外保溫砂漿的制備工藝,其特征在于用稀釋后的高分子粘結劑與偶聯劑將聚苯乙烯泡沫顆粒表面潤濕。
12.根據權利要求10所述的外保溫砂漿的制備工藝,其特征在于將被水泥包裹后的聚苯乙烯泡沫顆粒在室溫下密閉存放3-6天。
全文摘要
一種外保溫砂漿及制備方法,涉及建筑物外墻外保溫砂漿及制備工藝。該保溫砂漿主要包括水泥、高分子粘結劑、聚苯乙烯泡沫顆粒、纖維和水;其制備工藝包括使聚苯乙烯泡沫滿足規定粒度,用水稀釋高分子粘接劑,將各原材料按比例稱重,對聚苯乙烯泡沫顆粒表面改性處理,將各原材料攪拌均勻。該保溫砂漿和易性與施工性好、粘結強度高、抗裂性和耐候性良好。主要作建筑物外墻外保溫砂漿,也可作外墻內保溫砂漿。
文檔編號C04B16/00GK1305972SQ0110717
公開日2001年8月1日 申請日期2001年2月23日 優先權日2001年2月23日
發明者彭家惠, 陳明鳳, 彭志輝, 林常青, 張建新 申請人:重慶大學