发明内容
针对建筑构件的界面在粘结性能上常因温度应力而造成的脱离、空鼓、开裂、粘结不牢等质量问题,结合目前对此问题经常采用的处理方法在质量方面存在着难以控制(施工技术性强)的实际情况,本发明的目的是提供一种用于建筑物的多功能界面聚合物水泥片材,该多功能界面聚合物水泥片材可以较好的解决现有技术中存在的如下缺陷:1是外墙外保温工程以及其装饰工程中常会出现所粘贴的保温板、装饰板(砖)从建筑外墙上脱落的现象;2是建筑物围护结构的墙体水泥抹面层、保温找平层、饰面层、屋面混凝土防水层等出现的表面龟裂、空鼓、开裂的现象;3是混凝土构件的分格缝、伸缩缝、变形缝和与其相粘接的勾缝材料、嵌缝材料、填缝材料、灌封材料等二者之间出现的脱落、裂开、空鼓、剥离的现象。本发明同时还提供该多功能界面聚合物水泥片材的制作方法。
一种多功能界面聚合物水泥片材,其特征是含有无纺布、柔性聚合物水泥微孔材料层及柔性聚合物水泥抗渗层,在无纺布的上表面涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料,柔性聚合物水泥微泡浆料经凝胶固化后形成柔性聚合物水泥微孔材料层,柔性聚合物水泥微孔材料与无纺布相互契合,在柔性聚合物水泥微孔材料层的上表面上涂布抗渗材料,抗渗材料渗入到柔性聚合物水泥微孔材料层的上表层内的微孔内,结晶膨胀成不溶于水的抗渗材料结晶体,这些抗渗材料结晶体和与其交织在一起的柔性聚合物水泥微孔材料共同构成柔性聚合物水泥抗渗层。
所述的柔性聚合物水泥微孔材料与无纺布相互契合,既可以是无纺布与柔性聚合物水泥微孔材料的界面相互契合,也即部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布上表层的纤维内,与上表层的纤维相互契合,也可以还有部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布下表面的纤维内,与无纺布下表面的部分纤维相互契合,还可以全部渗透无纺布。最佳实施例为无纺布与柔性聚合物水泥微孔材料的界面相互契合(也即部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布上表层的纤维内,与无纺布上表层的纤维相互契合),或者还有部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布下表面的纤维内,与无纺布下表面的部分纤维相互契合。最为优选的是无纺布与柔性聚合物水泥微孔材料的界面相互契合,也即部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布上表层的纤维内,与上表层的纤维相互契合。
本发明的最优选实施例的特征是:含有无纺布、柔性聚合物水泥微孔材料层及柔性聚合物水泥抗渗层,在无纺布的上表面上涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料,柔性聚合物水泥微泡浆料凝胶固化后形成柔性聚合物水泥微孔材料层,无纺布与柔性聚合物水泥微孔材料的界面相互契合(即部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布上表层的纤维内,与无纺布上表层的纤维相互契合),在柔性聚合物水泥微孔材料层的上表面上涂布抗渗材料,抗渗材料渗入到柔性聚合物水泥微孔材料层的上表层内的微孔内,结晶膨胀成不溶于水的抗渗材料结晶体,这些抗渗材料结晶体和与其交织在一起的柔性聚合物水泥微孔材料共同构成柔性聚合物水泥抗渗层。
所述的柔性聚合物水泥微泡浆料是由下列重量组份的原料制成:弹性高分子聚合物水乳液35-50重量份、水泥25-35重量份、无机粉料21-29重量份、引气剂0.5-1.0重量份。
所述的抗渗材料的最佳实施方案是由渗透结晶母料与中性水或弱酸性水按1:0.5-0.8的重量比配制而成。
所述的无纺布可采用玻璃纤维无纺布或玻璃纤维毡中的任一种,具体可根据用户使用时所选用的粘结剂材料的渗透性而定。
所述的弹性高分子聚合物水乳液为玻璃化温度小于-10℃的丙烯酸丁酯聚合乳液、醋酸乙烯酯丙烯酸丁酯共聚合乳液(也称VABA共聚乳液)或丙烯酸丁酯丙烯酸乙酯共聚合乳液中的至少一种。如:可采用市场上销售的GD-3400 、GD-3638 、BLJ-950 、BLJ-950、 BLJ-963m、BLJ-966、 BLJ-968m 、BLJ-9468、BA-310T中的任一种或任两种按任意比例复合都可适用。
所述的无机粉料可选择石英砂或粉、轻质碳酸钙、高岭土、灰钙粉中的至少一种。最佳方案为用石英砂或粉与轻质碳酸钙、高岭土、灰钙粉三种物质中的至少一种进行复配,具体重量配比如下:
石英砂或粉:轻质碳酸钙=1:0.3-0.6;
石英砂或粉:高岭土=1:0.4-0.5;
石英砂或粉:灰钙粉:轻质碳酸钙=1:0.4-0.5:0.6-0.8;
石英砂或粉:灰钙粉:高岭土=1:0.3-0.4:0.6-0.8。
所述的水泥可选用普通硅酸盐水泥、硫酸铝盐水泥或氯氧化镁水泥中的任一种,最佳方案为用普通硅酸盐水泥。
所述的引气剂可选用十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的任一种。
上述所述的渗透结晶母料、玻璃纤维无纺布、玻璃纤维毡、石英砂或石英粉、轻质碳酸钙、高岭土、灰钙粉、弹性高分子聚合物水乳液、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、硅酸盐水泥、硫酸铝盐水泥及氯氧化镁水泥皆为市场上可直接购得的产品。
本发明的多功能界面聚合物水泥片材有两个粘贴面,分别称作第一粘贴面和第二粘贴面。无纺布的下表面未涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料,此面作为多功能界面聚合物水泥片材的第一粘贴面,当多功能界面聚合物水泥片材应用于水泥抹面层、保温找平层、屋面混凝土防水层时,“第一粘贴面”可以用普通聚合物砂浆为粘结剂,与水泥基面、保温找平层面、混凝土基面进行粘贴;当多功能界面聚合物水泥片材应用于聚氨酯硬泡复合保温板、酚醛泡沫复合保温板的复面层时,“第一粘贴面”可在无粘结剂的条件下,直接用于聚氨酯硬泡复合保温板、酚醛泡沫复合保温板的复面层(聚氨酯、酚醛发泡时的泡沫体可渗透到“第一粘贴面”无纺布的不规则纤维内,再固化与之相粘结),此时的多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥抗渗层面(第二粘贴面)不作为粘贴面使用,而是起着防水抗渗、抗皲裂、抗老化、防护层等作用。
多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥抗渗层面称作第二粘贴面。当需要在“第二粘贴面”上进行粘贴其它材料(尤其是刚性材料)时,如粘贴装饰板、饰面瓷砖、墙砖、地砖时,用普通聚合物砂浆作为粘结剂就能保证其粘贴牢固不会脱落,此时多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥微孔材料层的柔韧性、低定伸强度的性能起着卸载来自温变应力、温度应力的作用。同理当“第二粘贴面”与勾缝材料、嵌缝材料、填缝材料、灌封材料粘结时,柔性聚合物水泥微孔材料层的柔韧性、低定伸强度的性能,进一步起着卸载外应力的作用。所以用多功能界面聚合物水泥片材制作的聚氨酯、酚醛硬泡双面复合保温板,两面都具有卸载外应力的功能。
本发明所述的在无纺布上涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料,是在无纺布的表面涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料,柔性聚合物水泥微泡浆料可以部分渗入无纺布也可以全部渗透无纺布,这就使得柔性聚合物水泥微孔材料与无纺布纤维部分契合或完全相互契合。
本发明所述的柔性聚合物水泥微泡浆料可以部分渗入无纺布也可以全部渗透无纺布,其渗透的量是通过改变柔性聚合物水泥微泡浆料的容重来实现的。
本发明所述的柔性聚合物水泥微泡浆料的容重,是通过0.5-1.0重量份的引气剂来调整的,调整其微泡体容重(也即柔性聚合物水泥微泡浆料的发泡量)的目的,是为了控制柔性聚合物水泥微泡浆料向无纺布内的渗透程度。
所述的柔性聚合物水泥微泡浆料的渗透程度,是指用0.5-1.0重量份的引气剂来控制微泡体容重。不同容重的聚合物水泥微泡浆料向无纺布内的渗透量也不同,较小容重的柔性聚合物水泥微泡浆料可以在无纺布的上表面不(或极微量)向其内部纤维渗透,柔性聚合物水泥微孔材料与无纺布的上表面纤维相互契合,在使用柔性聚合物水泥微泡浆料相等重量条件下,所制得的多功能界面聚合物水泥片材的柔韧性提高,机械强度下降;较大容重的柔性聚合物水泥微泡浆料可以向无纺布内部纤维渗透的更多,柔性聚合物水泥微孔材料可以与无纺布内的纤维相互契合的面积更大,在使用柔性聚合物水泥微泡浆料相等重量条件下,所制得的多功能界面聚合物水泥片材的机械强度提高,柔韧性下降。
本发明的多功能界面聚合物水泥片材,可通过以下方法制得:
一种多功能界面聚合物水泥片材的制作方法,其特征是按下列步骤进行的:
⑴、制作柔性聚合物水泥微泡浆料备用:将弹性高分子聚合物水乳液35-50重量份、水泥25-35重量份、无机粉料21-29重量份、引气剂0.5-1.0重量份按上述顺序加入到调配釜中,不断搅拌,当物料体积增加4%-30%时,停止搅拌,制得柔性聚合物水泥微泡浆料备用;
⑵、将无纺布引入到聚合物水泥片材生产线的布料台上,再将上述步骤⑴制得的柔性聚合物水泥微泡浆料涂敷在无纺布上,达到所需厚度后,进行脱水干燥,制得半成品多功能界面聚合物水泥片材;
⑶、将渗透结晶母料与中性水或弱酸性水按1:0.5-0.8的重量比配成抗渗材料,涂布在半成品多功能界面聚合物水泥片材的表面,抗渗材料的用量为0.1kg/m2-0.3kg/m2,在60℃-80℃环境下脱水至干燥(一般情况下,脱水10-20分钟),制得成品。
步骤⑴中,最佳制作方案是在对调配釜内的物料进行搅拌时,当物料体积增加6%-15%时,停止搅拌。
步骤⑵中,涂敷在无纺布上的柔性聚合物水泥微泡浆料的厚度为0.2mm~10mm ,最佳厚度为0.6mm~5mm。
步骤⑵中,所述的进行脱水干燥,一般采用在60-70℃的环境下脱水30-200分钟。
制作方法中所采用的各种原料,已在前面对多功能界面聚合物水泥片材的的描述过程中进行了详细的描述,这里不再重复描述。
上述制作方法的步骤⑵中,在无纺布的单面涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料,柔性聚合物水泥微泡浆料对无纺布的渗透程度,通过步骤⑴的柔性聚合物水泥浆料备用料的发泡量大小来控制的,引气剂用量大,搅拌时间长,发泡量大,则渗透量小,引气剂用量小,搅拌时间短,发泡量小,则渗透量大。当柔性聚合物水泥微泡浆料体积增加4%时,发泡量最小,当柔性聚合物水泥微泡浆料体积体积增加30%时,发泡量最大。发泡量较小时,就会有部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗透到无纺布的下面,与纺布下表面的纤维相互契合。
所述的“涂敷”可包括喷涂、刷涂、滚涂、刮涂等任何可用来涂敷的方式。
所述的“涂布”可包括喷洒、喷涂、涂刷等任何可用来涂布的方式。
所述的柔性聚合物水泥微泡浆料具有下例物理性能:1、柔性聚合物水泥微泡浆料固化成型前呈细微泡沫状,根据泡沫体的容重大小可以控制其向无纺布内的渗透程度。2、柔性聚合物水泥微泡浆料固化成型后,是一种细微开孔柔弹性固结体材料,在此称作柔性聚合物水泥微孔材料,由于柔性聚合物水泥的细微开孔,使得材料的柔韧性、延伸率进一步加强。3、柔性聚合物水泥微孔材料在抗渗材料渗入其内进行再结晶后,能提高“细微开孔柔弹性固结体”的硬度和韧性。抗渗材料的“结晶体”结晶膨胀填充在固结体的细孔内,封堵了液体水继续向内部渗透,也终止了结晶母料的水溶液继续向固结体内部渗透,形成一种“表硬”的外壳即柔性聚合物水泥抗渗层(外壳厚度是通过结晶母料量和温度来控制的,结晶母料量大,温度低,则外壳厚度大),同时由于刚性较强的“结晶体”的表面呈细微多孔状,因而表面积较原来的固结体表面积增大,从而使得所形成的柔性聚合物水泥抗渗层的表面具有较高的界面能和较高的机械强度,抗冲击强度可达3J,这就为本发明的“多功能界面聚合物水泥片材”赋予了表面毛糙易粘贴、强度高和防渗水的功能。柔性聚合物水泥微孔材料的内部结构,是较多的弹性高分子聚合物的直链线状体与较少的水泥水化凝固物形成的柔性互穿网络结构(其柔性随着水泥水化凝固物的量的增大而降低),同时在引气剂的作用下柔性聚合物水泥发泡、凝胶固化生成的细微开孔,又进一步为柔性聚合物水泥微孔材料提供了具有优异的柔韧性和较低定伸抗拉强度(-10℃~50℃的环境温度下小于0.03mpa)。
“优异的柔韧性和较低定伸抗拉强度”,使得本发明“多功能界面聚合物水泥片材”在受外力作用下可随性位移,这就赋予了“多功能界面聚合物水泥片材”具有卸载外来位移应力的功能。
柔性聚合物水泥微孔材料具有下例物理性能指标
项
目 |
单
位 |
指
标 |
低温柔性 |
-10℃(绕Φ10mm棒) |
无裂纹 |
扯断抗拉强度 |
MPa |
≥1.0 |
扯断延伸率 |
% |
≥200 |
定伸100%抗拉强度 |
MPa |
≤0.3 |
柔性聚合物水泥抗渗层具有下例物理性能指标
项
目 |
单
位 |
指
标 |
低温柔性 |
-10℃(绕Φ200mm棒) |
无裂纹 |
不透水性 |
0.2MPa 30min |
不透水 |
扯断延伸率 |
% |
≥50 |
抗冲击强度 |
焦耳 |
≥3 |
所述的多功能界面聚合物水泥片材具有如下物理功能:
1、多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥抗渗层界面,具有比表面积大、易粘贴、强度高、防渗水功能。
2、多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥抗渗层还具有二次抗渗的功能:因为抗渗材料(抗渗结晶母料)的用量是过量的,在多功能界面聚合物水泥片材制作过程中,部分抗渗结晶母料在有水与碱性条件下(因柔性聚合物水泥微泡浆料在制作过程中使用了大量硅酸盐水泥,它含有硅酸钠、钾等碱性物质)溶解后结晶,封堵了柔性聚合物水泥微泡材料层内的毛细孔,而在多功能界面聚合物水泥片材制作工艺条件限制(60℃-80℃环境脱水)下,水份很快脱离使得部分抗渗结晶母料无法“结晶”(结晶母料必须在碱性水的条件下溶解后才能结晶)再回到原固体状,此时的结晶母料是因为在无水的碱性条件下不能结晶成固体(处于待激活状),当多功能界面聚合物水泥片材在使用过程中,由于各种原因而产生漏水时,水分与“待激活状态的”结晶母料相遇溶解后产生结晶体,进一步封闭柔性聚合物浆料层内的毛细孔,达到抗渗目的。
3、柔性聚合物水泥抗渗层内的柔性聚合物水泥微孔材料具有优异的柔韧性以及较高的延伸率,同时还具有较低的定伸抗拉强度,这就赋予多功能界面聚合物水泥片材具备了卸载外应力的功能。
4、多功能界面聚合物水泥片材的无纺布界面,由于其含有无规则纤维丝,具有与其它刚性或柔性粘结剂优异的粘结性能(因为无规则纤维丝可牢固的契入粘结剂中),提高了多功能界面聚合物水泥片材在应用时的粘结功能。
为此,采用本发明的方法制作的多功能界面聚合物水泥片材的两个界面,都具有优秀的可粘结性能,同时还具有强度高、防渗水、可卸载外应力的功能。所以多功能界面聚合物水泥片材用于建筑构件的粘结界面,能有效的消除温变应力、温度应力以及其他外应力,保证建筑构件的粘结界面不会因温变应力产生的位移而分离。
本发明的多功能界面聚合物水泥片材具有如下用途:
用途1、用于水泥找平抹面层、保温找平抗裂层:混凝土表面时常要做水泥找平抹面层,建筑保温工程也时常要抹保温找平抗裂层。普通的水泥找平抹面层、保温找平抗裂层在一定时间内就出现裂纹、开裂或脱落,这是常见的建筑通病。粘贴多功能界面聚合物水泥片材并替代水泥找平抹面层、保温找平抗裂层,就可解决这些通病。具体做法是:采用“幔刀法”或“薄抹灰法”将普通聚合物水泥砂浆作为粘结剂涂抹在所需粘结的界面上(如混凝土表面或保温材料表面),再将多功能界面聚合物水泥片材的无纺布面与普通聚合物水泥砂浆粘贴覆盖并压平即可,聚合物水泥界面层向外,其表面平整。由此可见,多功能界面聚合物水泥片材的应用,既省略了水泥找平砂浆人工抹平(这是较高水平的技术活)以及后期的喷水养护等工序,缩短了总体施工工期,还可避免水泥砂浆没凝固前防雨保护的工序。由于多功能界面聚合物水泥片材的无纺布界面的无规则玻璃纤维契合在水泥砂浆中,保证了“片材”的粘结强度,同时多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥抗渗层增强了混凝土或建筑保温工程表面的抗裂、防渗水的功能,柔性聚合物水泥微孔材料的优异柔韧性可以及时卸载外应力的影响保证“片材”的表面不开裂。
用途2、用于粘贴装饰材料:大部分工程都需在混凝土外、水泥找平抹面层或保温找平抗裂层上进行粘贴装饰材料如贴瓷砖、贴装饰板、柔性饰面砖等,如直接粘贴装饰材料,将不可避免的因应温变应力的影响造成质量隐患。按照“用途1”的方法贴上多功能界面聚合物水泥片材,并在“已粘贴好的多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥抗渗层界面上用普通聚合物砂浆作粘结剂进行装饰材料粘贴施工即可。多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥抗渗层以及柔性聚合物水泥微孔材料层的“表硬内柔”的性能,将卸载多功能界面聚合物水泥片材无纺布界面以内的混凝土(或保温材料)基体和柔性聚合物水泥材料层以外的装饰材料因温度场产生的膨胀、收缩的位移应力,保证装饰材料不开裂、不脱落,解决了因装饰材料从高处脱落伤人的事故隐患。
用途3、用于硬泡聚氨酯复合板的制作:多功能界面聚合物水泥片材可作为硬泡聚氨酯芯材的防护层和粘贴层。在硬泡聚氨酯复合板的制作过程中,用两层多功能界面聚合物水泥片材(无纺布界面向内),并在两片材之间进行聚氨酯发泡,制作成多功能界面聚合物水泥片材复合的硬泡聚氨酯板。多功能界面聚合物水泥片材的无纺布界面的无规则玻璃纤维,牢固的契合在硬泡聚氨酯芯材内,保证了片材与硬泡聚氨酯芯材的高粘结性能。复合在硬泡聚氨酯板上的多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥微孔材料层以及柔性聚合物水泥抗渗层的“表硬内柔”的性能、高界面能(比表面积大,易粘贴)及防渗性,提高了硬泡聚氨酯复合板的机械强度,使其还具有防渗水、卸载外应力的功能,从而保证了用多功能界面聚合物水泥片材复合的硬泡聚氨酯板在粘贴施工时,即使粘贴面积在20%—30%情况下也不易脱落,同时还具有对复合板贴上墙后(后续工序)的抹面层或装饰层也具有抗脱离功能。
用途4、用于混凝土的分格缝、伸缩缝、变形缝:在建筑物的分格缝、伸缩缝、变形缝混凝土浇注时,将多功能界面聚合物水泥片材预制在缝边(片材的无纺布界面面向浇注混凝土侧),这样就将多功能界面聚合物水泥片材设置在缝的两侧(无纺布的无规则的纤维牢固的埋入混凝土内保证了“片材”的粘结性能),多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥微孔材料层以及柔性聚合物水泥抗渗层,为以后的勾缝材料、嵌缝材料、填缝材料、灌封材料的施工质量带来保障,首先保证这些“填缝材料”不会与之脱落,也为“填缝材料”进一步提供了卸载外应力的功能。对于已建好的分格缝、伸缩缝、变形缝,可用水泥砂浆将多功能界面聚合物水泥片材粘贴在缝壁两侧后再进行浇缝处理。
总之,采用本发明的多功能界面聚合物水泥片材,可完全克服现有技术中存在的外墙外保温工程以及其装饰工程中常会出现所粘贴的保温板、装饰板(砖)从建筑外墙上脱落的现象;克服现有技术中存在的建筑物围护结构的墙体水泥抹面层、保温找平层、饰面层、屋面混凝土防水层等出现的表面龟裂、空鼓、开裂的现象;还可克服现有技术中存在的混凝土构件的分格缝、伸缩缝、变形缝和与其相粘接的勾缝材料、嵌缝材料、填缝材料、灌封材料等二者之间出现的脱落、裂开、空鼓、剥离的现象。其加工工艺简单,成本低,用途广,使用方便,具有十分广阔的市场前景。