CN103739264B

CN103739264B - 一种憎水型脱硫石膏基eps保温砂浆

Info

Publication number: CN103739264B
Application number: CN201410000247.3A
Authority: CN
Inventors: 张涛; 张国防; 王培铭
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2034-01-02
Also published as: CN103739264A

Abstract

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆。它由半水脱硫石膏、矿渣粉、水泥、EPS聚苯颗粒、憎水剂、缓凝剂、乳胶粉、纤维素醚、引气剂、淀粉醚、纤维组成。在满足施工性能、力学性能的基础上，导热系数远低于0.06W/(m?K)的要求，防火等级可达A级防火要求。本发明可资源化利用脱硫石膏这种工业固体废弃物，将其用于建筑保温工程中。本发明所述的憎水型脱硫石膏EPS保温砂浆具有生产工艺简单、低能耗、可机械化施工、导热系数低、耐水性好、防火性能好、成本低廉等有点，可普遍适用于建筑的外墙内保温以及内墙保温系统。

Description

一种憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆

技术领域

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆。

背景技术

建筑保温砂浆保温体系的应用已经成为实现建筑节能的主要技术之一，国家“十二五”节能减排计划提出的节能减排目标，要求建筑节能65%以上，亟需安全环保高效的保温材料。然而传统的无机保温砂浆保温性能因为使用无机轻骨料而有所局限，传统的有机保温砂浆防火性能不佳，限制了其在墙体外保温体系和墙体内保温体系中的应用，加之传统无机保温砂浆的强度较低，因此在墙体内保温体系中也无法满足实际使用要求，因此，亟需一种具有防火性能好、强度高且高效保温的新型保温材料。

随着二氧化硫的减排目标要求提高，脱硫石膏的年产量也逐渐提高，预计2015年我国的脱硫石膏产量将达到8000万吨。如何消纳如此多的脱硫石膏已成节能减排的重大课题。近年来，脱硫石膏这一工业副产品应用于保温材料逐渐受到关注。脱硫石膏相较于天然石膏，没有明显的品质区别，主要成分都是二水硫酸钙，石膏基保温材料较之传统水泥基保温材料，具有容重低、收缩小、体积稳定性好、湿度调节性好以及较好的施工性能。更因为石膏基保温材料的耐火性更佳，在室内保温层的应用上较其他材料有着明显优势。

烟气脱硫设备直接得到的脱硫石膏是二水石膏，凝结硬化慢，强度低，不能适用于现场使用尤其是机喷施工使用的要求。因此本发明提出使用低温烘干高温煅烧工艺，将脱硫石膏制备成半水石膏，这种脱硫石膏能够遇水可以很快凝结硬化，强度高且强度发展快，辅以专用的石膏缓凝剂，可以调节其凝结时间，延长保温砂浆的可操作时间，能够满足人工、机械等不同施工应用要求。本发明通过掺入憎水组分，降低吸水率提高软化系数，提高本发明在各类建筑外墙内保温及内墙保温系统的适用性。本发明选用EPS聚苯颗粒作为保温轻骨料，能够明显降低保温砂浆的干容重，降低吸水率，提高产品的保温性能及耐久性能，使本发明能够在较薄的面层厚度情况下满足高效节能指标要求。EPS聚苯颗粒与脱硫石膏结合使用，发挥两种材料各自的优势，更可使产品达到A级防火性能的要求且强度较高，在安全、可靠的条件下提供高效、持续的保温节能功效。

总体来说，本发明可以有效利用脱硫石膏、矿渣粉等工业副产品，又可以大范围地调节可操作时间及导热系数，具有较高的抗压强度和耐火等级，具备良好的社会效益和环境效益，和非常广阔的市场前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工性能好、保温性能优秀、可达A级防火要求的憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆。

本发明提出的憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆，由干粉料和水组成，所述干粉料由半水脱硫石膏、矿渣粉、水泥、EPS聚苯颗粒、憎水剂、缓凝剂、乳胶粉、纤维素醚、淀粉醚、引气剂和纤维组成，其中：

干粉料的重量比为：

半水脱硫石膏100

矿渣粉10-30

水泥5-30

EPS聚苯颗粒4-12

憎水剂0.2-1.0

缓凝剂0.05-0.4

乳胶粉1-5

纤维素醚0.3-2

淀粉醚0-0.6

引气剂0-0.1

纤维0-0.3

水与干粉料的重量比为：0.75：1-1：1。

各组份较佳的重量比为：

干粉料：

半水脱硫石膏100

矿渣粉15-30

水泥10-20

EPS聚苯颗粒6-10

憎水剂0.50-0.85

缓凝剂0.05-0.3

乳胶粉1.5-5

纤维素醚0.4-1.5

淀粉醚0.1-0.4

引气剂0.05-0.1

纤维0.1-0.3

水与干粉料的质量比为：0.8：1-0.95：1。

本发明中，所述的半水脱硫石膏是由电厂烟气脱硫石膏经60℃烘干、180℃煅烧2h制得。

本发明中，所述的憎水剂主要成分是硅烷基粉末，通过聚乙烯醇胶体的保护，达到高活性以及可再分散。

本发明中，所述的缓凝剂，主要成分是脂肪酸和蛋白质衍生物，属于水溶性固体粉末。

本发明中，所述的EPS聚苯颗粒，主要成分是膨胀聚苯乙烯泡沫，粒度≤3mm，堆积密度10-13kg/m³。

本发明中，所述的纤维素醚，主要成分是羟乙基甲基纤维素，粘度75000mPa·s；所述的乳胶粉，主要成分是乙烯基共聚物，所述的引气剂，主要成分是羧甲基丙醇、所述的淀粉醚，主要成分是硫酸月桂醇钠。

本发明提出的憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆的制备方法是：按前述各质量比例称量各组份，先将半水脱硫石膏、矿渣粉、水泥、憎水剂、缓凝剂、乳胶粉、纤维素醚、淀粉醚、引气剂和纤维干拌至均匀状态，然后将水加入搅拌机中，再将干粉料加入搅拌机中搅拌、溶解，时间60s，最后将EPS聚苯颗粒加入搅拌机中，再进行机械搅拌2分钟。所得保温砂浆可手工涂抹或机械喷涂施工。

本发明中，是以半水脱硫石膏为主，矿渣粉、水泥为辅的复合胶凝体系。矿渣粉是高炉炼铁后形成的工业废渣，经过冷淬处理后具有一定的胶凝性，主要成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃。比表面积约为400m²·kg^-1。本试验所用的矿渣粉，属于S95级细矿渣粉。所用的水泥，是P·Ⅱ52.5R型水泥。矿渣粉和水泥的掺加，来提高复合胶凝体系的耐水性及早期强度。本发明中的缓凝剂是一种脂肪类和蛋白质的衍生物制成的粉体，与复合胶凝体系适应性好，作用效果明显，根据掺量能调节保温砂浆的可操作时间。本发明中所使用的憎水剂，主要成分是硅烷醇基团，当砂浆加水拌合后，憎水组分的亲水基团会通过交接反应连接在砂浆孔壁的表面，而另一端的疏水基团朝向孔壁的外侧，使得孔壁表面获得了憎水性，从而改善砂浆的憎水性。纤维素醚提高保水性和增稠，改善保温砂浆的和易性。乳胶粉增强组分之间的粘结力，提升保温材料的内聚力和柔性，改善耐水性。引气剂可引入均匀稳定的气泡，降低体系容重，提高保温性能。淀粉醚的作用主要是增稠和改善抗垂挂性，降低新拌保温砂浆的垂流程度，便于机械施工。纤维提高体系的粘结强度与抗开裂性能。

本发明所述的憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆，具备优良的和易性和施工性，可制成干混砂浆产品，生产工艺简单，完全满足机喷施工的要求，保温性能和防火性能优异，并且大量利用脱硫石膏、矿渣粉等工业废弃物为原材料，具有突出的社会效益、环境效益和经济效益。本发明产品具备十分优良的保温性能、防火性能、力学性能和耐水性，采用石膏基的胶凝材料，覆盖包裹EPS聚苯颗粒，显著中和EPS聚苯颗粒的可燃性，从而使得本发明达到A级防火不燃，适用于建筑物的外墙内保温系统以及内墙保温系统，适用于新建建筑保温节能工程，也适用于既有建筑保温节能改造工程。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1，一种憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆，按半水脱硫石膏100、矿渣粉25、水泥15、EPS聚苯颗粒7、缓凝剂0.15、憎水剂0.25、纤维素醚0.6、引气剂0.06、乳胶粉2.6、淀粉醚0.15、纤维0.3的质量比配制而成，用水量为干粉材料总质量的90%。该保温砂浆产品的干表观密度为280kg/m³，抗压强度为2.4MPa，软化系数为0.65，导热系数为0.052W/(m·K)，48h体积吸水率15%，防火等级A。

实施例2，一种憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆，按半水脱硫石膏100、矿渣粉30、水泥10、EPS聚苯颗粒9、缓凝剂0.1、憎水剂0.15、纤维素醚0.8、引气剂0.05、乳胶粉2.8、淀粉醚0.2、纤维0.2的质量比配制而成，其中用水量为干粉材料总质量的90%。该保温砂浆产品的干表观密度为190kg/m³，抗压强度为1.7MPa，软化系数为0.60，导热系数为0.045W/(m·K)，48h体积吸水率15%，防火等级A₂。

实施例3，一种憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆，按半水脱硫石膏100、矿渣粉28、水泥14、EPS聚苯颗粒6、缓凝剂0.15、憎水剂0.75、纤维素醚0.57、引气剂0.06、乳胶粉5、淀粉醚0.15、纤维0.29的质量比配制而成，其中用水量为干粉材料总质量的85%。该保温砂浆产品的干表观密度为350kg/m³，抗压强度为2.9MPa，软化系数为0.75，导热系数为0.060W/(m·K)，48h体积吸水率8%，防火等级A。

实施例4，一种憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆，按半水脱硫石膏100、矿渣粉25、水泥14、EPS聚苯颗粒7、缓凝剂0.15、憎水剂0.60、纤维素醚0.57、引气剂0.06、乳胶粉2.6、淀粉醚0.15、纤维0.28的质量比配制而成，其中用水量为干粉材料总质量的90%。该保温砂浆产品的干表观密度为300kg/m³，抗压强度为2.7MPa，软化系数为0.80，导热系数为0.054W/(m·K)，48h体积吸水率12%，防火等级A。

Claims

1.一种憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆，其特征在于由干粉料和水组成，所述干粉料由半水脱硫石膏、矿渣粉、水泥、EPS颗粒、憎水剂、缓凝剂、乳胶粉、纤维素醚、淀粉醚、引气剂和纤维组成，其中：

干粉料各组份的重量比为：

半水脱硫石膏100

矿渣粉10-30

水泥5-30

EPS颗粒4-12

憎水剂0.2-1.0

缓凝剂0.05-0.4

乳胶粉1-5

纤维素醚0.3-2

淀粉醚0-0.6

引气剂0-0.1

纤维0-0.3

水与干粉料的重量比为：0.75：1-1：1；

所述的EPS颗粒，主要成分是膨胀聚苯乙烯泡沫，粒度≤3mm，堆积密度10-13kg/m³；所述的纤维素醚，主要成分是羟乙基甲基纤维素，粘度75000mPa·s；所述的乳胶粉，主要成分是乙烯基共聚物；所述的引气剂，主要成分是羧甲基丙醇；所述的淀粉醚，主要成分是硫酸月桂醇钠。

2.根据权利要求1所述的憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆，其特征在于各组分较佳的重量比为：

干粉料的重量比为：

半水脱硫石膏100

矿渣粉15-30

水泥10-20

EPS颗粒6-10

憎水剂0.50-0.85

缓凝剂0.05-0.3

乳胶粉1.5-5

纤维素醚0.4-1.5

淀粉醚0.1-0.4

引气剂0.05-0.1

纤维0.1-0.3

水与干粉料的重量比为：0.85：1-0.95：1。

3.根据权利要求1所述的憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆，其特征在于所述的半水脱硫石膏是由电厂烟气脱硫石膏经60℃烘干、180℃煅烧2h制得。

4.根据权利要求1所述的憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆，其特征在于所述的憎水剂，主要成分是硅烷基粉末，通过聚乙烯醇胶体的保护，达到高活性以及可再分散。

5.根据权利要求1所述的憎水型脱硫石膏基EPS保温砂浆，其特征在于所述的缓凝剂，主要成分是脂肪酸和蛋白质衍生物，属于水溶性固体粉末。