一種自保溫墻體用石膏基復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及了一種自保溫墻體用石膏基復合材料及其制備方法，該材料由干料及水劑組成。其中，干料包括半水石膏粉、水泥、粉煤灰、生石灰、礦粉、膨脹硅膠和微硅粉，水劑包含改性添加劑、微發泡劑和水。將水劑攪拌均勻后加入干料繼續快速攪拌，裹挾空氣以形成微氣泡，可實現微氣泡與石膏混合料均質的混合，提高生產效率和穩定性。本發明的自保溫墻體用石膏基復合材料具有輕質高強、保溫隔音、耐水抗堿和快澆成型等優點。
【專利說明】
一種自保溫墻體用石膏基復合材料及其制備方法
技術領域：
[0001 ]本發明涉及一種自保溫墻體用石膏基復合材料及其制備方法，屬于建筑材料領 域。
【背景技術】：
[0002] 隨著全球能源危機和環境惡化的日益加劇，建筑綠色節能政策得到了政府部門的 大力推廣，而墻體自保溫材料作為建筑節能的主要途徑，市場發展潛力巨大。
[0003] 石膏是建筑材料中的三大膠凝材料之一，建筑石膏制品也已在我國有幾十年的生 產和應用歷史，而以工業副產石膏為基材的自保溫墻體材料就是其中一種。目前，國內的石 膏基墻體材料體積密度一般都較大，制品內部孔隙結構疏松，從而降低其強度及耐水性，在 實際工程應用中還存在"泛堿、吐黃"的現象，大大限制了石膏基墻體材料在建筑領域的推 廣應用。
[0004] 傳統提升墻體材料輕質性能的方法主要為摻入玻化微珠、EPS顆粒等輕質骨料，如 專利《一種輕質石膏復合配方及利用其現澆石膏墻體的施工方法》(專利號2015105810616) 中選擇摻入膨脹珍珠巖、玻化微珠和陶粒中的一種或兩種以上來降低墻體材料的容重;專 利《一種建筑隔墻用輕質墻板》(專利號2015107919223)選用爐底渣、膨脹珍珠巖和黏土陶 粒來提高墻體材料的輕質性能。雖然摻入輕質骨料能有效的降低墻體材料的密度等級，但 是輕質骨料一般吸水率較大，抗凍性也差，會降低墻體材料的綜合性能，在一定程度上限制 了墻體材料的高性能化和工程應用。
【發明內容】
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[0005] 本發明的目的就是提供一種自保溫墻體用石膏基復合材料，在降低容重的同時保 證相當的強度，提高抗水性能，無泛堿開裂等現象，應用范圍更加寬廣。
[0006] 本發明所采用的技術方案是：
[0007] 一種自保溫墻體用石膏基復合材料，其特征在于，按重量份數計，由半水石膏粉30 ~40份、水泥5~15份、粉煤灰7~15份、生石灰1~4份、礦粉0~2份、膨脹硅膠2~10份、微娃 粉0~1份、改性添加劑1~4份、微發泡劑0.05~0.1份和水30~45份組成。
[0008] 一種自保溫墻體用石膏基復合材料，所采用的半水石膏粉為：由脫硫石膏粉50份、 磷石膏粉25份和鈦石膏粉25份組成。
[0009] -種自保溫墻體用石膏基復合材料，所采用的膨脹硅膠為：由直徑1~3mm的一級 細孔硅膠顆粒，在反應爐中從常溫加熱至1200 ± 50°C后，自然冷卻至常溫，完成膨脹過程即 得膨脹硅膠，其堆積密度為19kg/m3。
[0010] -種自保溫墻體用石膏基復合材料，所采用的改性添加劑為:按重量份數計，由纖 維素醚0.5~2份、減水劑8~20份、有機硅防水劑7~12份、丙烯酸乳液12~16份、抗堿劑5~ 8份、氯化鈣6~13份、碳酸鋰6~10份、草酸鈉8~12份、氫氧化鈉12~16份和石蠟3~5份組 成。
[0011] -種自保溫墻體用石膏基復合材料，所采用的微發泡劑為：由十二烷基醇醚硫酸 鈉35~50份和硬脂酸鈣50~65份組成。
[0012] 所采用的減水劑為:標準聚羧酸母液，不含緩凝組分，固含量為40%。
[0013]所采用的纖維素醚為：延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚，加水拌合后前3min的動 力粘度值小于2000mPa · s，加水拌合后8min的動力粘度值可達1000 OOmPa · s以上。
[0014] 所采用的有機硅防水劑為二甲基硅油乳液。
[0015] -種自保溫墻體用石膏基復合材料，其制備方法包括以下步驟：
[0016] 首先將改性添加劑1~4份、微發泡劑0.05~0.1份和水30~45份混合后攪拌15~ 30秒得到均勻水劑；
[0017] 然后將半水石膏粉30~40份、7K泥5~15份、粉煤灰7~15份、生石灰1~4份、礦粉0 ~2份、膨脹硅膠2~10份和微硅粉0~1份混合后加入之前得到的水劑中，快速攪拌50~70 秒得到石膏混合料；
[0018] 最后將石膏混合料倒入指定模具澆鑄成型，終凝脫模后先自然養護1~2天，再放 入蒸養房內在80 ± 5 °C下蒸養8小時后自然晾干。
[0019] 與現有技術相比，本發明有益的效果是：
[0020] (1)在不影響制品各項性能的前提下，復摻脫硫石膏、磷石膏和鈦石膏，提升了磷、 鈦工業副產石膏的利用率，降低了經濟成本。
[0021] (2)通過摻入膨脹硅膠及物理發泡復合的方式降低和控制制品的容重，與添加輕 質骨料的傳統方式相比，可降低吸水率，提高熱阻。
[0022] (3)本發明所采用的復合改性添加劑能有效的改善石膏基復合材料的抗水性和強 度等性能，擴大其在實際工程中的應用范圍。
[0023] (4)本發明所選用的微發泡劑相對于松香類、動植物蛋白類等發泡劑來說，與石膏 基基體材料有更好的相容性，所得氣泡孔徑小，穩定性能好，對石膏基復合材料的強度影響 較低。
[0024] (5)通過加入微發泡劑，邊快速攪拌邊引入空氣形成微氣泡，可實現微氣泡與石膏 混合料快速均勻的混合，快澆快凝，極大提升了生產效率，增加產業利潤。
[0025] (6)本發明所選用的延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚與石膏基復合材料的制備技 術相符合。在前期攪拌過程中該纖維素醚緩慢溶解，保證了石膏基復合材料的流動性，使其 能夠快速順利的完成澆筑過程;而在澆筑完畢后，該纖維素醚即開始發揮作用，起到保水、 增稠和增黏等功能。
[0026] (7)本發明所采用的自然養護與蒸汽養護相結合的養護方式，可提高石膏基復合 材料的抗壓強度，相對減少膠凝材料的用量，降低經濟成本；同時加快了石膏基復合材料的 養護進程，大大提高其工業生產的效率。
【具體實施方式】：
[0027] 實施例1
[0028] 按重量比稱取半水石膏粉31份、水泥5份、粉煤灰15份、生石灰4份、礦粉2份、膨脹 硅膠3份、微硅粉1份、改性添加劑3份、微發泡劑0.05份和水36份。
[0029] 所采用的改性添加劑為:按重量份數計，由纖維素醚1份、減水劑20份、有機硅防水 劑9份、丙烯酸乳液15份、抗堿劑7份、氯化鈣10份、碳酸鋰8份、草酸鈉11份、氫氧化鈉15份和 石蠟4份組成。
[0030] -種自保溫墻體用石膏基復合材料，所采用的微發泡劑為：由十二烷基醇醚硫酸 鈉35份和硬脂酸鈣65份組成。
[0031 ]所采用的減水劑為:標準聚羧酸母液，不含緩凝組分，固含量為40 %。
[0032]所采用的纖維素醚為：延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚，加水拌合后前3min的動 力粘度值小于2000mPa · s，加水拌合后8min的動力粘度值可達1000 OOmPa · s以上。
[0033]所采用的有機硅防水劑為二甲基硅油乳液。
[0034]其制備方法為：
[0035] (1)將稱好的改性添加劑、微發泡劑和水混合后攪拌15~30秒得到均勻水劑；
[0036] (2)將稱好的半水石膏粉、水泥、粉煤灰、生石灰、礦粉、膨脹硅膠和微硅粉混合后 加入之前得到的水劑中，快速攪拌50~70秒得到石膏混合料；
[0037] (3)將石膏混合料倒入指定模具，靜置10~15min后脫模，自然養護1~2天，再放入 蒸養房內在80 ± 5 °C下蒸養8小時后自然晾干。
[0038] 實施例2
[0039]按重量比稱取半水石膏粉33.4份、水泥10份、粉煤灰12份、生石灰3份、礦粉1份、膨 脹硅膠8份、微硅粉0.5份、改性添加劑2份、微發泡劑0.1份和水30份。
[0040]所采用的改性添加劑為:按重量份數計，由纖維素醚0.5份、減水劑19份、有機硅防 水劑9份、丙烯酸乳液16份、抗堿劑6份、氯化鈣13份、碳酸鋰7份、草酸鈉 10份、氫氧化鈉 15.5 份和石蠟4份組成。
[0041 ] -種自保溫墻體用石膏基復合材料，所采用的微發泡劑為：由十二烷基醇醚硫酸 鈉40份和硬脂酸鈣60份組成。
[0042]所采用的減水劑為:標準聚羧酸母液，不含緩凝組分，固含量為40%。
[0043]所采用的纖維素醚為：延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚，加水拌合后前3min的動 力粘度值小于2000mPa · s，加水拌合后8min的動力粘度值可達1000 OOmPa · s以上。
[0044] 所采用的有機硅防水劑為二甲基硅油乳液。
[0045] 其制備方法為：
[0046] (1)將稱好的改性添加劑、微發泡劑和水混合后攪拌15~30秒得到均勻水劑；
[0047] (2)將稱好的半水石膏粉、水泥、粉煤灰、生石灰、礦粉、膨脹硅膠和微硅粉混合后 加入之前得到的水劑中，快速攪拌50~70秒得到石膏混合料；
[0048] (3)將石膏混合料倒入指定模具，靜置10~15min后脫模，自然養護1~2天，再放入 蒸養房內在80 ± 5 °C下蒸養8小時后自然晾干。
[0049] 實施例3
[0050] 按重量比稱取半水石膏粉31.5份、水泥15份、粉煤灰10份、生石灰3份、礦粉1份、膨 脹硅膠5份、微硅粉0.5份、改性添加劑2份、微發泡劑0.08份和水32份。
[0051] 所采用的改性添加劑為:按重量份數計，由纖維素醚1.5份、減水劑18份、有機硅防 水劑12份、丙烯酸乳液15份、抗堿劑5份、氯化鈣12份、碳酸鋰6份、草酸鈉12份、氫氧化鈉 15.5份和石蠟4份組成。
[0052] 一種自保溫墻體用石膏基復合材料，所采用的微發泡劑為：由十二烷基醇醚硫酸 鈉45份和硬脂酸鈣55份組成。
[0053]所采用的減水劑為:標準聚羧酸母液，不含緩凝組分，固含量為40%。
[0054]所采用的纖維素醚為：延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚，加水拌合后前3min的動 力粘度值小于2000mPa · s，加水拌合后8min的動力粘度值可達1000 OOmPa · s以上。
[0055]所采用的有機硅防水劑為二甲基硅油乳液。
[0056]其制備方法為：
[0057] (1)將稱好的改性添加劑、微發泡劑和水混合后攪拌15~30秒得到均勻水劑；
[0058] (2)將稱好的半水石膏粉、水泥、粉煤灰、生石灰、礦粉、膨脹硅膠和微硅粉混合后 加入之前得到的水劑中，快速攪拌50~70秒得到石膏混合料；
[0059] (3)將石膏混合料倒入指定模具，靜置10~15min后脫模，自然養護1~2天，再放入 蒸養房內在80 ± 5 °C下蒸養8小時后自然晾干。
[0060] 對比例1
[0061] 按重量比稱取半水石膏粉35份、水泥10份、粉煤灰10份、生石灰4份、礦粉2份、微硅 粉1份和水38份。
[0062]其制備方法為：
[0063] (1)將稱好的水倒入攪拌容器中；
[0064] (2)將稱好的半水石膏粉、水泥、粉煤灰、生石灰、礦粉和微硅粉混合后倒入攪拌容 器中，快速攪拌50~70秒得到石膏混合料；
[0065] (3)將石膏混合料倒入指定模具，靜置10~15min后脫模，自然養護1~2天，再放入 蒸養房內在80 ± 5 °C下蒸養8小時后自然晾干。
[0066] 表1本發明實施例1至實施例4自保溫墻體用石膏基復合材料的性能指標
[0068]從表1中可以看出，本發明實施例1至實施例3的自保溫墻體用石膏基復合材料與 對比例1相比，強度稍低，但是在耐水、輕質、保溫隔熱和泛堿開裂等方面有著優異的表現， 應用于內隔墻領域優勢明顯。
[0069]實施例1、實施例2和實施例3僅為本發明的較優實施例，并非對本發明作任何限 制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改及等效替換，均仍屬于本 發明的技術方案保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種自保溫墻體用石膏基復合材料，其特征在于，按重量份數計，由半水石膏粉30~ 40份、水泥5~15份、粉煤灰7~15份、生石灰1~4份、礦粉0~2份、膨脹硅膠2~10份、微硅粉 〇~1份、改性添加劑1~4份、微發泡劑0.05~0.1份和水30~45份組成。2. 如權利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復合材料，其特征在于所述的半水石 膏粉由脫硫石膏粉50份、磷石膏粉25份和鈦石膏粉25份組成。3. 如權利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復合材料，其特征在于所述的半水石 膏粉的細度為〇. 2mm方孔篩篩余率< 10 %，初凝時間2~3min，終凝時間8~lOmin，2h抗壓強 度彡4 · OMPa，2h抗折強度彡2 · OMPa。4. 如權利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復合材料，其特征在于所述水泥為P · 042.5級普通硅酸鹽水泥;粉煤灰為I或Π 級粉煤灰，游離氧化鈣含量應小于1.0 % ;生石灰 中氧化鈣含量多80%，氧化鎂含量<5 %，細度為0.2mm方孔篩篩余率<2% ;礦粉的比表面 積彡400m2/kg，7d活性指數彡75%，玻璃體含量彡85% ;微硅粉Si02含量彡95%，平均粒徑 0 · 1 ~0 · 3μπι，比表面積20000 ~28000m2/kg。5. 如權利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復合材料，其特征在于所述的膨脹硅 膠由直徑1~3mm的一級細孔硅膠顆粒，在反應爐中從常溫加熱至1200±50°C后，自然冷卻 至常溫，完成膨脹過程即得膨脹硅膠，其堆積密度為19kg/m 3。6. 如權利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復合材料，其特征在于所述的改性添 加劑，按重量份數計，由纖維素醚0.5~2份、減水劑8~20份、有機硅防水劑7~12份、丙烯酸 乳液12~16份、抗堿劑5~8份、氯化|丐6~13份、碳酸鋰6~10份、草酸鈉8~12份、氫氧化鈉 12~16份和石錯3~5份組成。7. 如權利要求6所述的一種自保溫墻體用石膏基復合材料，其特征在于所述的減水劑 為標準聚羧酸母液，不含緩凝組分，固含量為40 %。8. 如權利要求6所述的一種自保溫墻體用石膏基復合材料，其特征在于所述的纖維素 醚為延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚，加水拌合后前3min的動力粘度值小于2000mPa · s， 加水拌合后l〇min的動力粘度值可達lOOOOOmPa · s以上。9. 如權利要求6所述的一種自保溫墻體用石膏基復合材料，其特征在于所述的有機硅 防水劑為二甲基硅油乳液。10. 如權利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復合材料的制備方法，其特征在于其 按如下步驟實現： (a) 將改性添加劑1~4份、微發泡劑0.05~0.1份和水30~45份混合后攪拌15~30秒得 到均勻水劑； (b) 將半水石膏粉30~40份、水泥5~15份、粉煤灰7~15份、生石灰1~4份、礦粉0~2 份、膨脹硅膠2~10份和微硅粉0~1份混合后加入步驟(a)得到的水劑中，攪拌50~70秒得 到石膏混合料； (c) 將石膏混合料倒入指定模具澆鑄成型，脫模養護即可；其中：步驟(a)和(b)中料漿 的攪拌溫度為20~40°C;步驟(c)中養護方式為自然養護與蒸汽養護相結合，石膏基復合材 料澆鑄成型后自然養護1~2天，放入蒸養房內在80 ± 5 °C下蒸養8小時后自然晾干。
【文檔編號】C04B18/14GK106007613SQ201610330889
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】耿飛, 尹萬云, 湯維, 金仁才, 桂敬能, 殷建, 邵傳林, 秦慶東
【申請人】東南大學