CN103467028B

CN103467028B - 保温砂浆

Info

Publication number: CN103467028B
Application number: CN201310419420.9A
Authority: CN
Inventors: 刘斌; 房非拉; 商红凯; 马占义; 于天荣; 郭林
Original assignee: ANFANG GAOKE ELECTROMAGNETIC SAFETY TECHNOLOGY (BEIJING) Co Ltd
Current assignee: ANFANG GAOKE ELECTROMAGNETIC SAFETY TECHNOLOGY (BEIJING) Co Ltd
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2033-09-16
Also published as: CN103467028A

Abstract

本发明公开了一种保温砂浆，所述保温砂浆由以下组分构成，各成分的质量百分含量为：吸收剂1%-5%、水泥25-50%、填料10-30%、轻骨料35-60%、增强纤维0.2-1%和有机助剂1-4%。本发明的保温砂浆吸波范围宽，除了在2-18GHz，在26.5-40GHz范围内，对电磁波也有较好的吸收效果。

Description

保温砂浆

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体地说，涉及一种保温砂浆，具有电磁波吸收功能。

背景技术

节能环保是我国的基本国策之一，因此国家正在推进对建筑物的环保节能要求，为了达到相关的节能标准，建筑物一般都要进行保温层的施工。传统的保温材料为膨胀聚苯板、挤塑聚苯板和发泡聚氨酯等，虽然其导热系数较小，保温性能优异，但是其作为有机保温材料，防火性能较差，近年来，我国发生了多起因引燃有机保温材料引起的严重火灾，因此，很多地区开始大力推广无机保温砂浆。

电磁污染是一种新型的环境污染源，随着社会的发展进步，电子设备的大量应用，电磁环境日益复杂；另一方面，随着人民生活水平的不断提高和环保意识的增强，人们开始越来越多的关注电磁波对环境的影响。

而为了应对日益严重的电磁波污染，提出了相应的解决方案，在保温砂浆中掺入一定量的吸收剂，对电磁波进行吸收处理，减弱电磁波的不利影响。但是，现有技术所针对的频段都在18GHz以下，而对更高频率的电磁波并没有提及其吸收效果。另外，选用的吸收剂多为碳基材料，比如导电石墨、炭黑等，这些材料作为吸收剂，强度低、导热系数高，若加入量过高，则会降低保温砂浆的强度，减弱保温砂浆的保温效果，同时，保温砂浆是一种轻质材料，对干密度有较为严格的限制，一般的要求都要在400kg/m³以下，吸收剂加入量过高，必然会提高保温砂浆的干密度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有保温砂浆选用的吸收剂多为碳基材料，这些材料会降低保温砂浆的强度，减弱保温砂浆的保温效果。

本发明的技术方案如下：

一种保温砂浆，所述保温砂浆由以下组分构成，各成分的质量百分含量为：吸收剂1%-5%、水泥25-50%、填料10-30%、轻骨料35-60%、增强纤维0.2-1%和有机助剂1-4%。

进一步，所述保温砂浆的各成分的质量百分含量如下：吸收剂0.182kg、水泥2.6kg、填料1.1kg、轻骨料6kg、增强纤维0.03kg和有机助剂0.122kg；或者，吸收剂0.746kg、水泥3.84kg、填料1.54kg、轻骨料8.67kg、增强纤维0.031kg和有机助剂0.153kg；或者，吸收剂0.2kg、水泥9.9kg、填料2.14kg、轻骨料7.03kg、增强纤维0.196kg和有机助剂0.51kg；或者，吸收剂0.22kg、水泥2.55kg、填料2.97kg、轻骨料3.79kg、增强纤维0.08kg和有机助剂0.399kg。

进一步：所述吸收剂为选自锰锌铁氧体、镍锌铁氧体和镁锌铁氧体中的一种或多种。

进一步：所述填料为选自粉煤灰、灰钙和重钙中的一种或多种。

进一步：所述轻骨料为膨胀珍珠岩和玻化微珠中的一种或两种。

进一步：所述增强纤维为聚丙烯纤维。

进一步：所述有机助剂为再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚的组合物。

进一步：再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚的质量比为3～5:1:0.1。

本发明的技术效果如下：

1、本发明的保温砂浆的吸波范围宽，除了在2-18GHz，在26.5-40GHz范围内，对电磁波也有较好的吸收效果。

2、本发明的保温砂浆采用的吸收剂为质量百分含量低于5%的铁氧体，在尽可能少的添加吸收剂的同时，达到了宽频吸收的效果。

3、本发明的保温砂浆同时具有轻质的特点。

4、本发明的保温砂浆同时具有保温效果，可以应用于各种建筑的内外墙保温层制作，在实现建筑物保温节能性能的同时，兼具对空间电磁波的吸收功能。

附图说明

图1为本发明的保温砂浆的各优选实施例在2-18GHz频段的吸波性能示意图；

图2为本发明的保温砂浆的各优选实施例在26.5-40GHz频段的吸波性能示意图。

图3为本发明的保温砂浆在14GHz频点的吸波性能随镍锌铁氧体含量的变化趋势的示意图。

具体实施方式

本发明的保温砂浆由吸收剂、水泥、填料、轻骨料、增强纤维以及有机助剂组成。各组成的质量百分含量如下：吸收剂1%-5%、水泥25-50%、填料10-30%、轻骨料35-60%、增强纤维0.2-1%和有机助剂1-4%。将上述比例的各组分加入到砂浆搅拌机中，混合均匀，即为具有电磁波吸收功能的保温砂浆。

吸收剂为选自锰锌铁氧体、镍锌铁氧体和镁锌铁氧体中的一种或多种。上述吸收剂的铁氧体材料具有电磁波吸收作用。利用其自身的磁滞损耗和介电损耗，在电磁波吸收、防护、防干扰等方面应用广泛。铁氧体材料在保温砂浆中的质量百分含量若低于1%，则吸波效果不明显；若高于5%，则由于铁氧体本身的密度较高，会大幅度提高保温砂浆的干密度，降低保温效果，同时，铁氧体材料相对价格较高，大量添加势必会增加材料成本，限制其大规模应用。因此，该保温砂浆中，吸收剂的质量百分含量为1-5%。

水泥是一种常见的无机胶凝材料，硬化后可以提供很高的强度；同时，可以把其它的功能性粉体紧密粘结在一起。目前建筑上使用的材料多为水泥基材料，而水泥基材料之间的结合力较易保证。在保温砂浆中加入水泥可以使保温砂浆与建筑主墙体或其它功能层更易结合。本发明中的水泥优选为425普通硅酸盐水泥。水泥在保温砂浆中的质量百分含量若低于25%，则胶凝粘接作用过低，砂浆体系很难粘接形成一个完整的功能层；若高于50%，则会大幅提高体系的干密度，降低保温效果。因此，该保温砂浆中，水泥的质量百分含量为25-50%。

填料为选自粉煤灰、灰钙和重钙中的一种或多种。粉煤灰、灰钙和重钙是比较常见的砂浆用填料，一定量的添加可以有效降低产品成本，提高砂浆的韧性、强度以及耐水性。填料在保温砂浆中的质量百分含量若低于10%，则无法起到其相应的功能；若高于30%，则会提高体系的干密度，降低保温效果。因此，该保温砂浆中，填料的质量百分含量为10-30%。

轻骨料为膨胀珍珠岩和玻化微珠中的一种或两种。膨胀珍珠岩和玻化微珠是典型的轻骨料材料，具有密度低、导热系数低的特点，但其自身强度较低。轻骨料在保温砂浆中的质量百分含量若低于35%，则无法起到隔热保温的效果；若高于60%，则会大幅降低砂浆的强度，无法在建筑物中应用。因此，该保温砂浆中，轻骨料的质量百分含量为35-60%。

增强纤维为聚丙烯纤维。聚丙烯纤维是经过特殊工艺加工处理而成的高强度有机纤维，其固有的耐强酸、耐强碱、弱导热性特别适宜添加于保温砂浆中，可以有效控制砂浆在初期塑性收缩阶段中由温度变化等因素引起的微裂纹，从而抑制裂缝的形成及发展，大大改善砂浆的抗裂、抗冲击等性能。增强纤维在保温砂浆中的质量百分含量若低于0.2%，则其增强抗裂的作用不明显；若高于1%，则会有部分聚丙烯纤维分散不良，对强度的增加作用有限，而且聚丙烯纤维是一种疏水材料，加入量过大，会影响砂浆与墙体或其它功能层的粘接，影响砂浆的粘接强度。因此，该保温砂浆中，增强纤维的质量百分含量为0.2-1%。

有机助剂为再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚的组合物。可再分散性胶粉是指高分子聚合物乳液经过喷雾干燥以后经后续处理而成的聚合物粉体，是建筑行业常用的一种有机胶凝材料，可以增加砂浆的内聚力、粘结力和柔韧性。羟丙基甲基纤维素是砂浆常用的高效保水剂，它使砂浆沁水率和分层度降低，提高砂浆粘聚性、抗流挂性，另外，其还可以有效抑制砂浆塑性裂纹的形成。淀粉醚是一种可溶于水的化学改性物质，与其他添加剂具有很好的相容性，其常与羟丙基甲基纤维素配合使用，具有良好的协同效应。适量的淀粉醚可以显著提高砂浆的抗流挂性、抗滑移性和可施工性。可再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚的具体质量配比为3～5:1:0.1，有机助剂在保温砂浆中的质量百分含量若低于1%，则其无法起到相应的功能；若高于4%，其增强、抗裂和提高保水率等作用趋于饱和，还增加了材料成本，降低了材料耐火的性能。因此，该保温砂浆中，有机助剂的质量百分含量为1-4%。

实施例1

将镍锌铁氧体、425普硅水泥、灰钙、玻化微珠、聚丙烯纤维、可再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚加入到砂浆搅拌机中，混合均匀，得到该实施例的保温砂浆。其中，各成分的质量如下：镍锌铁氧体0.182kg、425普硅水泥2.6kg、灰钙1.1kg、玻化微珠6kg、聚丙烯纤维0.03kg、可再分散性乳胶粉0.1kg、羟丙基甲基纤维素0.02kg和淀粉醚0.002kg。该保温砂浆的干密度为377g/cm³，导热系数为0.078W/(m·K)。将该实施例的保温砂浆加水搅拌至浆料状，制成4cm厚的样品，测定其2-18GHz频段和26.5-40GHz频段的吸波性能，分别如图1和图2所示。

实施例2

将镁锌铁氧体、425普硅水泥、粉煤灰、玻化微珠、膨胀珍珠岩、聚丙烯纤维、可再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚加入到砂浆搅拌机中，混合均匀，得到该实施例的保温砂浆。其中，各成分的质量如下：镁锌铁氧体0.746kg、425普硅水泥3.84kg、粉煤灰1.54kg、玻化微珠7.1kg、膨胀珍珠岩1.57kg、聚丙烯纤维0.031kg、可再分散性乳胶粉0.12kg、羟丙基甲基纤维素0.03kg和淀粉醚0.003kg。该保温砂浆的干密度为383g/cm³，导热系数为0.081W/(m·K)。将该实施例的保温砂浆加水搅拌至浆料状，制成4cm厚的样品，测定其2-18GHz频段和26.5-40GHz频段的吸波性能，分别如图1和图2所示。

实施例3

将镍锌铁氧体、425普硅水泥、灰钙、粉煤灰、玻化微珠、膨胀珍珠岩、聚丙烯纤维、可再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚加入到砂浆搅拌机中，混合均匀，得到该实施例的保温砂浆。其中，各成分的质量如下：镍锌铁氧体0.2kg、425普硅水泥9.9kg、灰钙0.3kg、粉煤灰1.84kg、玻化微珠3.81kg、膨胀珍珠岩3.22kg、聚丙烯纤维0.196kg、可再分散性乳胶粉0.4kg、羟丙基甲基纤维素0.1kg和淀粉醚0.01kg。该保温砂浆的干密度为394g/cm³，导热系数为0.083W/(m·K)。将该实施例的保温砂浆加水搅拌至浆料状，制成4cm厚的样品，测定其2-18GHz频段和26.5-40GHz频段的吸波性能，分别如图1和图2所示。

实施例4

将镍锌铁氧体、锰锌铁氧体、425普硅水泥、灰钙、粉煤灰、重钙、玻化微珠、膨胀珍珠岩、聚丙烯纤维、可再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚加入到砂浆搅拌机中，混合均匀，得到该实施例的保温砂浆。其中，各成分的质量如下：镍锌铁氧体0.11kg、锰锌铁氧体0.11kg、425普硅水泥2.55kg、灰钙0.6kg、粉煤灰2.15kg、重钙0.22kg、玻化微珠2.11kg、膨胀珍珠岩1.68kg、聚丙烯纤维0.08kg、可再分散性乳胶粉0.3kg、羟丙基甲基纤维素0.09kg和淀粉醚0.009kg。该保温砂浆的干密度为371g/cm³，导热系数为0.073W/(m·K)。将该实施例的保温砂浆加水搅拌至浆料状，制成4cm厚的样品，测定其2-18GHz频段和26.5-40GHz频段的吸波性能，分别如图1和图2所示。

对比例1

将镁锌铁氧体、425普硅水泥、灰钙、粉煤灰、重钙、玻化微珠、膨胀珍珠岩、聚丙烯纤维、可再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚加入到砂浆搅拌机中，混合均匀，得到该对比例的保温砂浆。其中，各成分的质量如下：镁锌铁氧体1.85kg、425普硅水泥11.2kg、灰钙1kg、粉煤灰2kg、重钙0.6kg、玻化微珠9.5kg、膨胀珍珠岩4kg、聚丙烯纤维0.15kg、可再分散性乳胶粉0.75kg、羟丙基甲基纤维素0.2kg和淀粉醚0.02kg。该保温砂浆的干密度为409g/cm³，导热系数为0.087W/(m·K)。将该对比例的保温砂浆加水搅拌至浆料状，制成4cm厚的样品，测定其2-18GHz频段和26.5-40GHz频段的吸波性能，分别如图1和图2所示。

从图1和2可以看出，对比例1中的铁氧体含量为5.91%，其吸波性能并没有明显提高，但其干密度已经达到409g/cm3，导热系数达到了0.087W/(m·K)，均超过了GB20473的规定。经过大量实验表明，当铁氧体的含量超过5%时，对于保温砂浆的吸波性能的影响较小；但是，其使得保温砂浆的干密度过大，导热系数增大，从而影响了该保温砂浆的保温效果。从图1和图2也可以看出，对比例1的吸波效果比实施例1差。因此，铁氧体的含量应控制在5%以内。

对比例2

将镍锌铁氧体、425普硅水泥、灰钙、粉煤灰、玻化微珠、膨胀珍珠岩、聚丙烯纤维、可再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚加入到砂浆搅拌机中，混合均匀，得到该对比例的保温砂浆。其中，各成分的质量如下：镍锌铁氧体0.25kg、425普硅水泥10kg、灰钙0.8kg、粉煤灰4kg、玻化微珠11kg、膨胀珍珠岩3kg、聚丙烯纤维0.12kg、可再分散性乳胶粉0.65kg、羟丙基甲基纤维素0.2kg和淀粉醚0.02kg。该保温砂浆的干密度为374g/cm³，导热系数为0.075W/(m·K)。将该对比例的保温砂浆加水搅拌至浆料状，制成4cm厚的样品，测定其2-18GHz频段和26.5-40GHz频段的吸波性能，分别如图1和图2所示。

从图1和2可以看出，对比例2中的铁氧体含量为0.83%，保温砂浆的吸波性能显著降低。经过大量实验表明，当铁氧体的含量低于1%时，其吸波性能显著降低。因此，铁氧体的含量应控制在1%以上。

为了进一步说明本发明的铁氧体的范围的合理性，在14GHz频点对本发明的保温砂浆的吸波性能随铁氧体含量的变化做了测试。如图3所示，为本发明的保温砂浆在14GHz频点的吸波性能随镍锌铁氧体含量的变化趋势的示意图。从图3也可以看出当铁氧体的质量百分含量超过5%时，铁氧体含量的增加对于吸波性能的改善影响不大。因此，也可以说明铁氧体的质量含量优选不超过5%。

综上所述，从实施例1-4可以看出，本发明的保温砂浆吸波范围宽，除了在2-18GHz，在26.5-40GHz范围内，对电磁波也有较好的吸收效果。

Claims

1.一种保温砂浆，其特征在于，所述保温砂浆由以下组分构成，各成分的质量百分含量为：吸收剂1％-5％、水泥25-50％、填料10-30％、轻骨料35-60％、增强纤维0.2-1％和有机助剂1-4％；所述吸收剂为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体和镁锌铁氧体中的一种或多种；所述有机助剂为再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚的组合物；再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚的质量比为3～5:1:0.1。

2.如权利要求1所述的保温砂浆，其特征在于，所述保温砂浆的各成分的质量百分含量如下：

吸收剂0.182kg、水泥2.6kg、填料1.1kg、轻骨料6kg、增强纤维0.03kg，再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚的组合物0.122kg；

或者，吸收剂0.746kg、水泥3.84kg、填料1.54kg、轻骨料8.67kg、增强纤维0.031kg，再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚的组合物0.153kg；

或者，吸收剂0.2kg、水泥9.9kg、填料2.14kg、轻骨料7.03kg、增强纤维0.196kg，再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚的组合物0.51kg；

或者，吸收剂0.22kg、水泥2.55kg、填料2.97kg、轻骨料3.79kg、增强纤维0.08kg，再分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚的组合物0.399kg。

3.如权利要求1或2所述的保温砂浆，其特征在于：所述填料为选自粉煤灰、灰钙和重钙中的一种或多种。

4.如权利要求1或2所述的保温砂浆，其特征在于：所述轻骨料为膨胀珍珠岩和玻化微珠中的一种或两种。

5.如权利要求1或2所述的保温砂浆，其特征在于：所述增强纤维为聚丙烯纤维。