CN101298380A - 内外墙保温系统用砂浆 - Google Patents

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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本发明提供了成本低廉、以铜矿尾砂作为组分之一的用于内外墙保温系统中的砂浆，其利用了废弃铜矿尾砂，同时其性能满足国家标准要求，节约了资源和能源，而且铜矿尾砂得到利用，对自然环境和人们的生活起到了保护作用，符合环境保护和节能降耗的要求。其由以下各质量份数的组分组成：水泥300－340、碳酸钙100－180、铜矿尾砂500－600、可再分散乳胶粉25－40、保水剂1.5－3.5、木质纤维素3－6、聚丙烯短纤维素0.2－2、甲酸钙3－5。

Description

内外墙保温系统用砂浆
技术领域
本发明涉及一种用于建筑工程墙面的保温系统中的砂浆，尤其是保温板薄抹灰内外墙保温系统中使用的干混粘接砂浆和抹面砂浆。
前景技术
随着经济的快速发展，对资源的依赖程度越来越高，全球性的能源紧张成为制约世界经济继续发展的重要因素，各国都在研究和采用各种节能新技术节约能源，确保经济的持续、快速、健康发展。墙体保温系统技术起源于上世纪四十年代的欧洲，经过多年的实际运用和时间考验，被公认为一项值得推广应用的节能新技术。二十年后，美国引进该技术，有效地促进该国克服了七十年代初的能源危机。目前世界范围内节约能源与保护环境的需求不断提高，建筑围护结构的保温也在日益加強，其中又以墙体保温发展最为迅速。
中国建筑业能耗几乎占工业能耗总和的40％左右，降低建筑业能耗，努力提高建筑物居住舒适度，是一项长期而艰巨的历史任务。而且中国建筑规模宏大，建筑主体结构以厚重结构为主，在建筑节能跨越式发展的条件下，墙体保温技术是一项具有广阔应用前景的保温节能技术。
内外墙保温系统中使用较多的是保温板薄抹灰保温系统，包括挤塑聚苯板保温系统和膨胀聚苯板保温系统。其是以挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板(简称XPS板)或膨胀聚苯乙烯泡沫塑料板(简称ESP板)为保温层，用干混粘接砂浆为粘接剂并以锚栓固件与基层墙体固定，保温板外表面抹聚合物抗裂砂浆(抹面砂浆)后粘接耐碱网格布或镀锌钢丝网形成保护层。
其中的粘接砂浆用于粘结保温板(XPS板或ESP板)；抹面砂浆用于在保温板面粘贴耐碱网格布或镀锌钢丝网。
上述的用于内外墙保温系统中的干混砂浆既要有一定的粘结强度又要有较低的导热系数。现在使用的内外墙保温系统中的干混砂浆一般由无机胶粘剂(如普通硅酸盐水泥、高铝水泥、特殊水泥等)、有机胶粘剂、干混砂浆集料(如石英砂)、砂浆添加剂(包括纤维素醚、淀粉醚、引气剂、保凝剂、缓凝剂、疏水剂(防水剂)、超塑化剂、纤维、消泡剂、增稠剂、增塑剂等)等组分组成。其组分较多，成本较高。另外，其还要消耗大量的石英砂。
我们知道，在我国的铜矿生产中，会产生大量废弃的铜矿尾砂，铜矿尾砂一般无法处理，成了我国环境保护的难题。
发明内容
本发明的目的是提供成本低廉、以铜矿尾砂作为组分之一的用于内外墙保温系统中的砂浆，其利用了废弃铜矿尾砂，同时其性能满足国家标准要求，节约了资源和能源，而且铜矿尾砂得到利用，对自然环境和人们的生活起到了保护作用，符合环境保护和节能降耗的要求。
该内外墙保温系统用砂浆，由以下各质量份数的组分组成：水泥300-340、碳酸钙100-180、铜矿尾砂500-600、可再分散乳胶粉25-40、保水剂1.5-3.5、木质纤维素3-6、聚丙烯短纤维素0.2-2、甲酸钙3-5。
所述的铜矿尾砂粒度控制在0.1-0.5mm；所述水泥选用42.5強度等级的硅酸盐水泥；所述的碳酸钙细度为100-200目；所述的聚丙烯短纤维素长度为3-5mm；所述的保水剂为纤维素醚；可再分散乳胶粉以乙烯、醋酸乙烯酯共聚而成，以聚乙烯醇作为保护胶体；所述内外墙保温系统用砂浆可为粘接砂浆或抹面砂浆；内外墙保温系统为聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰内外墙保温系统。
制备本发明的砂浆时，按配方比例称取各种原料，混合而成。
本发明由铜矿尾砂代替石英砂，增强了砂浆的粘接强度和抗折、抗压性能，所制备的保温系统，其性能等同或优与采用石英砂制备的墙体保温系统，达到了保温、隔音、隔热等多种功能。其PH值为中性。产品无毒、无味、对人体无害、不污染环境，达到为A类装修材料标准要求，属于环保节能型保温材料。由铜矿尾砂代替石英砂，同时部分解决了能源紧缺和环境污染两大制约经济发展的瓶颈问题，降低了工程成本，是发展低能耗建材产品的一个方向。
具体实施方式
以下结合实施例1-6具体说明本发明。
实施例1-6中的内外墙保温系统用砂浆的各组分见表1。各实施例中，铜矿尾砂粒度控制在0.1-0.5mm；碳酸钙细度为100-200目；聚丙烯短纤维素长度为3-5mm；可再分散乳胶粉以乙烯、醋酸乙烯酯共聚而成，以聚乙烯醇作为保护胶体。
对上述各实施例制备的内外墙保温系统用砂浆按照JGJ 70-90《建筑砂浆基本性能的测试方法》、JGJ 110-98《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准进行》、JGJ51-90《轻集料混凝土技术规程》测定，其测试参数性能指标见表2。
本发明将铜矿尾砂加到膨胀聚苯乙烯薄抹灰保温系统中，可以代替石英砂制备内外墙保温系统中的粘接砂浆和抹面砂浆，降低了工程成本，节约了资源和能源，而且铜矿尾砂得到利用，对自然环境和人们的生活起到了保护作用，符合环境保护和节能降耗的要求，对解决矿山废弃物未来的出路具有十分重要的现实意义。
表1：
Figure A20081012415900051
表2
实施例   稠度(mm)   导热系数(W/m.k) 抗压抗折比 PH值   粘结强度(mpa)   收缩率(％)
  1   81.3   0.06   2.5   7   1.2   1.81
  2   82.0   0.056   2.3   7   1.0   1.83
  3   80.0   0.058   2.2   7   1.0   1.80
  4   80.7   0.06   2.4   7   0.9   1.90
  5   81.8   0.059   2.8   7   0.8   1.85
  6   80.5   0.059   2.6   7   1.0   1.86
铜矿尾砂、可再分散乳胶粉、保水剂、木质纤维素、聚丙烯短纤维素、甲酸钙等均属于现有的材料，下面作简单描述。
可再分散乳胶粉是热塑性聚合物粉末，可再分散聚合物乳胶粉对砂浆的改性是通过聚合物在水泥浆与骨料间形成具有较高粘结力的膜，并堵塞砂浆内的孔隙来实现的。水泥水化与聚合物成膜同时进行，最后形成水泥浆与聚合物膜相互交织在一起的互穿网络结构。添加可再分散乳胶粉的干混砂浆会改善以下性能：1)新拌砂浆的保水性和可工作性；2)对不同基层的粘结性能；3)砂浆的柔性和变形性能；4)抗折强度和内聚性；5)耐磨性；6)韧性；7)密实度(抗渗性)。可再分散乳胶粉的种类很多，目前主要应用的可再分散乳胶粉有：醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉(VAC/E)、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉(E/VC/VL)、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉(VAC/E/VeoVa)、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉(VAC/VeoVa)、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉(A/S)、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉(VAC/A/VeoVa)、醋酸乙烯酯均聚胶粉(PVAC)、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉(SBR)等等。相比较之下，前三种可再分散乳胶粉的应用更为广泛。其中，醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉(VAC/E)的应用范围最广。可再分散乳胶粉在加工过程中，保护胶体、抗结硬剂等成为不可缺少的助剂。
木质纤维素是以植物为主要原料，采用一系列技术加工而成，其性能：(1)不溶于水和溶剂，也不溶于弱酸和弱碱溶液；(2)应用于砂浆中，在静止状态下会搭接成三维立体结构，增加砂浆触变性和抗垂性，改善施工性。(3)由于木质纤维素所具有的三维立体结构，在所拌砂浆中具有“锁水”性能，砂浆中水分不会轻易被吸收或移走。但其不具有纤维素醚的高保水性。(4)木质纤维素所具有的良好毛细管效应，在砂浆中具有“导水”功能，使砂浆表面和内部水分含量趋于一致，从而减少因不均匀收缩而产生的裂缝。(5)木质纤维素能减小砂浆硬化体的变形应力，减轻砂浆收缩开裂的发生。另外，木质纤维素在砂浆中长期性能变化规律，尚不清楚。
聚丙烯纤维是以聚丙烯为原料加适入适量改性剂制成。纤维直径一般为40微米左右，抗拉强度300~400mpa，弹性模量≥3500mpa，极限延伸率15~18％，其性能特点：(1)聚丙烯纤维在砂浆中呈均匀三维乱向分布，形成网络加强体系。(2)砂浆中加入聚丙烯纤维，可以有效减少砂浆在塑性状态的收缩裂缝，并能明显减少新拌砂浆的表面泌水与集料沉降。(3)对于砂浆硬化体，聚丙烯纤维可以显著降低变形裂缝的数量。即当砂浆硬化体因变形产生应力时能够抵抗和传递应力，当砂浆硬化体产生裂缝时，能够钝化裂缝尖端的应力集中，约束裂缝扩展。
纤维素醚是保水剂。保水剂是改善干混砂浆保水性能的关键外加剂，也是决定干混砂浆材料成本的关键外加剂之一。纤维素醚是碱纤维素与醚化剂在一定条件下反应生成一系列产物的总称。碱纤维素被不同的醚化剂取代而得到不同的纤维素醚。按可溶解性不同，可分为水溶性(如羟乙基纤维素)和有机溶剂溶解性(如乙基纤维素)等，干混砂浆主要用水溶性纤维素，水溶性纤维素又分为速溶型和经过表面处理的延迟溶解型。纤维素醚在砂浆中的作用机理如下：(1)砂浆内的纤维素醚在水中溶解后，由于表面活性作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布，而纤维素醚作为一种保护胶体，“包裹”住固体颗粒，并在其外表面形成一层润滑膜，使砂浆体系更稳定，也提高了砂浆在搅拌过程的流动性和施工的滑爽性。(2)纤维素醚溶液由于自身分子结构特点，使砂浆中的水分不易失去，并在较长的一段时间内逐步释放，赋予砂浆良好的保水性和工作性。
甲酸钙也是一种很好的防冻剂，其早强效果好，副作用少，与其他外加剂相容性好。如果在负温下使用砂浆，若不采取防冻措施将会发生冻害，破坏硬化体的强度。防冻剂从防止结冻和提高砂浆早期强度二个途径防止冻害的发生。防冻剂用量过大会降低砂浆后期强度，砂浆硬化体表面会出现返碱等问题，影响外观和表面装饰层效果。

Claims (9)

1、内外墙保温系统用砂浆，其特征是：它由以下各质量份数的组分组成：水泥300-340、碳酸钙100-180、铜矿尾砂500-600、可再分散乳胶粉25-40、保水剂1.5-3.5、木质纤维素3-6、聚丙烯短纤维素0.2-2、甲酸钙3-5。
2、权利要求1所述的内外墙保温系统用砂浆，其特征是，所述砂浆为粘接砂浆和抹面砂浆。
3、权利要求1所述的内外墙保温系统用砂浆，其特征是，所述的铜矿尾砂粒度为0.1-0.5mm。
4、权利要求1所述的内外墙保温系统用砂浆，其特征是，所述水泥选用42.5強度等级的硅酸盐水泥。
5、权利要求1所述的内外墙保温系统用砂浆，其特征是，所述的碳酸钙细度为100-200目。
6、权利要求1所述的内外墙保温系统用砂浆，其特征是，所述的聚丙烯短纤维素长度为3-5mm。
7、权利要求1所述的内外墙保温系统用砂浆，其特征是，所述的保水剂为纤维素醚。
8、权利要求1所述的内外墙保温系统用砂浆，其特征是，可再分散乳胶粉以乙烯、醋酸乙烯酯共聚而成，以聚乙烯醇作为保护胶体。
9、权利要求1所述的内外墙保温系统用砂浆，其特征是，内外墙保温系统为聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰内外墙保温系统。
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