CN101880149A - 一种相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，由脱硫建筑石膏、普硅水泥、灰钙粉和可再分散胶粉按比例组成复合胶结料，玻化微珠、膨胀珍珠岩和硅铝基空心微珠按比例组成组成轻集料，熔点温度22℃的十八烷蜡为相变储能材料，保水剂、聚丙烯纤维、木质纤维、缓凝剂、减水剂、引气剂、憎水剂和复合激发剂组成外加剂，将复合胶结材料、轻集料、相变储能材料和外加剂经混合制备工艺配制而成。本发明强度高、吸水率低、导热系数小、调温控温性优良，是一种替代粉刷石膏打底料的内墙抹面材料，涂层兼具找平层，适用范围广泛，具有保温、调温、微调湿功能，节能环保效果显著，便于推广使用。

Description

一种相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆

所属发明领域

本发明涉及到建筑材料制备技术领域，具体说是涉及到一种相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆。

背景技术

众所周知，建筑砂浆是建筑施工行业中重要的建材之一。建筑砂浆的性能直接影响建筑物的质量。在当前全球推行低碳经济的今天，节能减排则是世界建筑行业普遍面临的问题，我国已经将建筑节能问题以立法形式列入了建筑法规，已在全国建筑行业强制执行。建筑砂浆的保温隔热性能则是衡量其是否节能的重要指标。建筑砂浆分为外墙砂浆和内墙砂浆，外墙保温砂浆尽管其在建筑表面整体上能起到良好的保温效果，但是在冬季，室内不供暖则温度较低，即便是室内供暖，也会因为供暖方式的不同、房间结构的不同，如分户墙的热传导散热，而分户墙面临楼梯间、走廊、空房，而使室内温度不平衡，如要维持室内舒适温度，则要提高供热量，加大了能源消耗，无法从根本上保障到室内温度的平衡，也不利于实现节能减排的节能目标。所以当前对内墙砂浆的保温性要求很高，如对分户墙采用保温砂浆进行内保温隔热，不仅冬季可减少室内热量向外传递，夏季可减少室外热量向室内传导，可有效地节省能耗，从而减少室内温度的波动，提高室内温度的舒适度，同时也能有效地利用能源。当前，用于内墙保温砂浆的无机胶凝材料有水泥和建筑石膏。传统的建筑石膏主要为天然建筑石膏，作为内墙砂浆保温材料因具有粘结性能好、硬化快、强度高、干缩小、不开裂、不脱落、养护期短、施工快捷方便，可调节室内干湿度等优点，被广泛应用于内墙砂浆材料。但是天然建筑石膏资源较少，价格较贵，其保温性能也达不到当前节能减排的要求。近年来发展起来的建筑石膏还有一种脱硫石膏，脱硫石膏是热电厂烟气脱硫产生的副产品，在我国，年产脱硫石膏超过1000万吨，是丰富的可利用再生资源。将脱硫石膏通过干燥、煅烧、粉碎等工艺处理，制成半水石膏，即脱硫建筑石膏。脱硫建筑石膏与天然建筑石膏的化学组成基本相同，两者的标准稠度亦相近，初凝时间脱硫建筑石膏较短，但2h强度及绝干强度都高于天然建筑石膏。充分开发利用脱硫石膏，配以具有保温隔热功能的相变储能材料制备出建筑内墙保温砂浆，降低生产成本并节约能源是本领域当前的重要任务。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有保温隔热、相变储能、调温控温、耐水节能，适用范围广泛的相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，同时也提供其制备工艺。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，其特点在于：由复合胶结材料、轻集料、相变储能材料和外加剂组成砂浆配方，经制备工艺混合而成，其各组份成分构成如下，各组份单位以质量份数计：

脱硫建筑石膏    150-200

普硅水泥        5-8

灰钙粉          3-6

可再分散胶粉    4-6

膨胀珍珠岩      30-40

玻化微珠        70-90

空心微珠        40-60

十八烷蜡        30-40

羟丙甲基纤维素  0.2-0.4

聚丙烯纤维      0.5-1.0

木质纤维        2-3

缓凝剂SC        0.3-0.5

萘系减水剂      0.5-1.0

引气剂          0.1-0.2

憎水剂          0.5-1.0

复合激发剂      2-3；

其中，脱硫建筑石膏、普硅水泥、灰钙粉和可再分散胶粉组成复合胶结料；玻化微珠、膨胀珍珠岩和硅铝基空心微珠组成轻集料，三者的质量比为1∶0.4∶0.55；相变储能材料为十八烷蜡，熔点温度22℃，相变潜热为200j/g；外加剂包括：保水剂羟丙甲基纤维素(粘度4-6万)、聚丙烯纤维(5-8mm)、木质纤维(500-800um)、缓凝剂SC(动物蛋白类)、萘系减水剂UNF-5、引气剂十二烷基硫酸钠、有机硅憎水剂SEAL80和复合激发剂。

相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆的制备工艺是：

a.配制定型相变材料

定型相变材料的制备：将膨胀珍珠岩加入水浴加热反应釜中，在温度为80℃，真空负压在0.5-0.6Mpa下，抽真空20min，然后加入已熔融的十八烷蜡，继续抽真空，负压为0.9-1.0Mpa，保温30min，使十八烷蜡液完全被膨胀珍珠岩的开口孔隙吸附，卸料、冷却，制成定型相变材料；十八烷蜡与膨胀珍珠岩配制比例为十八烷蜡)∶膨胀珍珠岩＝1∶1。

b.相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆的制备，按相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆配方称量，将各组份的原材料分别加入砂浆混合机内搅拌混合，最后加入玻化微珠和定型相变材料，混合均匀后制得相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆。

本发明是由复合胶结材料、轻集料、相变储能材料和外加剂四组材料组成基本配方，其中复合胶结材料以脱硫建筑石膏为主要无机胶结材料主，以碱性掺合料-水泥和灰钙粉为辅、以可再分散胶粉为改性粘结剂组成的有机-无机双粘体系复合胶结料，具有较高的抗压强度及粘结强度，较低的吸水率及良好保温效果。使用时选择的配合比为：m(脱硫建筑石膏)∶m(水泥)∶m(灰钙)∶m(乳胶粉)＝88∶5∶4∶3时。由玻化微珠、膨胀珍珠岩和硅铝基三种空心微珠组成的轻集料，可在保持轻集料有较低导热系数的前提下，进一步降低本发明的吸水率、提高抗压强度。三种空心结构的微珠材料混配质量比为1∶0.4∶0.55。相变储能材料为十八烷蜡，是一种有机相变材料，其相变点可调、相变潜热高(200j/g)、性能稳定、无毒无腐蚀性、无过冷或析出现象，其调温控温机理是：当相变储能保温砂浆应用于内墙时，在我国北方的夏秋季节，由于昼夜温差较大，白天太阳的辐射和对流传导热使室内温度上升，当室温高于相变材料的相变点时，相变材料由于相变而开始吸热，并将热能储存起来，从而减缓室温的上升速度、降低室内的波峰温度，减少空调耗电量；夜间在空调制冷或自然通风的条件下，当室温降低到相变材料的相变温度时，相变材料由于逆相变而开始放热，从而减缓室温的下降速度，并且波谷温度比对照略高，缩小了室内峰谷温差，提高了人体的舒适度。在冬季采暖季节，由于涂层具有保温和调控温双功能，可减少热量向外传导、减少室温的波动。外加剂包括了保水剂、聚丙烯纤维、木质纤维、缓凝剂、萘系减水剂、引气剂、憎水剂和复合激发剂；其作用机理是：缓凝剂调节脱硫建筑石膏的凝结时间，将脱硫建筑石膏的初凝时间调节到≥60min、终凝时间达到2-3h时，满足施工要求。保水剂可保持石膏浆体中所含的水分，保证界面处石膏浆体的水化反应，从而保证粘结强度。减水剂的加入可减少保温砂浆的拌合用水量，提高保温砂浆的软化系数、流动度，降低坍落度和线收缩率，而憎水剂的加入是为了提高保温砂浆的耐水性。聚丙烯纤维和木质纤维长短搭配，可以在保温砂浆中形成三维结构，具有显著的交联作用，能够将水锁住并有增稠作用，纤维的加入改善了保温砂浆的力学性能，提高了抗压强度、拉拔强度、内聚力和抗裂性能，同时也提高了封闭孔隙率，降低保温砂浆的导热系数、提高保温效果。复合激发剂中含有早强成分，复合激发剂的加入可促进脱硫石膏早期的水化速度，使水化硅酸钙C-S-H凝胶含量增加，同时也增加Ca(oH)₂的含量，促进了脱硫石膏的反应，随着水化反应的进一步进行，纤维状C-S-H和针状Aft明显增加，石膏晶体与表面水化产物接触连接而粘结在一起，有助于强度的增长。

本发明的相变储能脱硫石膏保温砂浆的性能检测如下表：

相变储能脱硫石膏保温砂浆性能

性能检测检测结果表明，本发明的相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，强度高、吸水率低、导热系数小、调温控温性优良、节能效果明显。本发明是一种替代粉刷石膏打底料的内墙抹面材料，涂层兼具找平层，适用范围广泛，具有保温、调温、微调湿功能，是一种环保节能型新产品，达到了发明目的。

具体实施方式：

下面结合实施例详述本发明，组份中所涉及的各成分计量单位单位以质量份数计。

实施例，一种相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，其特点在于：由复合胶结材料、轻集料、相变储能材料和外加剂组成砂浆配方，经制备工艺混合而成，其各组份成分构成如下，各组份计量单位以质量份数计：

脱硫建筑石膏        150-200

普硅水泥            5-8

灰钙粉              3-6

可再分散胶粉        4-6

膨胀珍珠岩          30-40

玻化微珠            70-90

空心微珠            40-60

十八烷蜡            30-40

羟丙甲基纤维素      0.2-0.4

聚丙烯纤维          0.5-1.0

木质纤维            2-3

缓凝剂SC            0.3-0.5

萘系减水剂          0.5-1.0

引气剂              0.1-0.2

憎水剂              0.5-1.0

复合激发剂          2-3；

其中，脱硫建筑石膏、普硅水泥、灰钙粉和可再分散胶粉组成复合胶结料；玻化微珠、膨胀珍珠岩和硅铝基空心微珠组成轻集料，三者的质量比为1∶0.4∶0.55；相变储能材料为十八烷蜡，熔点温度22℃，相变潜热为200j/g；外加剂包括：保水剂羟丙甲基纤维素，粘度为5万、聚丙烯纤维，长度为6mm、木质纤维，长度为600um、缓凝剂为SC(动物蛋白类)、萘系减水剂为UNF-5、引气剂为十二烷基硫酸钠、有机硅憎水剂为SEAL80。

相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆的制备工艺是：

a.配制定型相变材料

定型相变材料的制备：将膨胀珍珠岩加入水浴加热反应釜中，在温度为80℃，真空负压在0.5-0.6Mpa下，抽真空20min，然后加入已熔融的十八烷蜡，继续抽真空，负压为0.9-1.0Mpa，保温30min，使十八烷蜡液完全被膨胀珍珠岩的开口孔隙吸附，卸料、冷却，制成定型相变材料；十八烷蜡与膨胀珍珠岩配制比例为十八烷蜡)∶膨胀珍珠岩＝1∶1。

b.相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆的制备，按相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆配方称量，将各组份的原材料分别加入砂浆混合机内搅拌混合，最后加入玻化微珠和定型相变材料，混合均匀后制得相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆。

Claims (6)

1.一种相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，其特征在于：由复合胶结材料、轻集料、相变储能材料和外加剂组成砂浆配方，经制备工艺混合而成，其各组份成分构成如下：

脱硫建筑石膏        150-200

普硅水泥            5-8

灰钙粉              3-6

可再分散胶粉        4-6

膨胀珍珠岩          30-40

玻化微珠            70-90

空心微珠            40-60

十八烷蜡            30-40

羟丙甲基纤维素      0.2-0.4

聚丙烯纤维          0.5-1.0

木质纤维            2-3

缓凝剂SC            0.3-0.5

萘系减水剂          0.5-1.0

引气剂              0.1-0.2

憎水剂              0.5-1.0

复合激发剂          2-3；

以上各组份成分含量的按质量份计。

2.根据权利要求1所述相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，其特征在于：所述脱硫建筑石膏、普硅水泥、灰钙粉和可再分散胶粉组成复合胶结料，混合比例为脱硫建筑石膏∶水泥∶灰钙∶乳胶粉＝88∶5∶4∶3。

3.根据权利要求1所述相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，其特征在于：所述玻化微珠、膨胀珍珠岩和硅铝基空心微珠组成轻集料，三者的质量比为1∶0.4∶0.55。

4.根据权利要求1所述相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，其特征在于：所述相变储能材料为十八烷蜡，熔点温度22℃，相变潜热为200j/g。

5.根据权利要求1所述相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，其特征在于：所述外加剂包括：保水剂为羟丙甲基纤维素，粘度为4-6万；聚丙烯纤维长为5-8mm；木质纤维长度为500-800um；缓凝剂为SC动物蛋白类SC；减水剂为萘系UNF-5；引气剂为十二烷基硫酸钠；憎水剂为有机硅SEAL80和复合激发剂。

6.制备如权利要求1所述相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆的方法，其工艺步骤如下：

a.配制定型相变材料

定型相变材料的制备：将膨胀珍珠岩加入水浴加热反应釜中，在温度为80℃，真空负压在0.5-0.6Mpa下，抽真空20min，然后加入已熔融的十八烷蜡，继续抽真空，负压为0.9-1.0Mpa，保温30min，使十八烷蜡液完全被膨胀珍珠岩的开口孔隙吸附，卸料、冷却，制成定型相变材料；十八烷蜡与膨胀珍珠岩配制比例为十八烷蜡∶膨胀珍珠岩＝1∶1。

b.相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆的制备，按相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆配方称量，将各组份的原材料分别加入砂浆混合机内搅拌混合，最后加入玻化微珠和定型相变材料，混合均匀后制得相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆。