CN104529330B - 一种环保型防火内墙干粉砂浆 - Google Patents

一种环保型防火内墙干粉砂浆 Download PDF

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Abstract

一种环保型防火内墙干粉砂浆，由如下重量百分比的组分组成：硅酸盐水泥、石英砂、填料、膨润土、可再分散乳胶粉、纤维素醚、柠檬酸、电熔镁砂细粉、海泡石粉、纳米级二氧化钛。本发明的产品与基面有很好的粘附力，材料经济实用，可节约成本，同时经该材料处理后的基层不会空鼓起壳，可保证施工现场清洁，更符合环保要求；采用煤矸石代替部分黄砂，不但可以减少污染、降低成本，还能起到防火作用。

Description

一种环保型防火内墙干粉砂浆
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种环保型防火内墙干粉砂浆及其制备方法。
背景技术
随着建筑业的快速发展，对建筑业质量的要求越来越高。由于受到施工人员的技术熟练程度及水泥、砂子等个各种原材料的影响，施工现场配置的砂浆，无论是砌筑砂浆、抹面砂浆还是地面找平砂浆，常常出现建筑物抹灰砂浆开裂现象(即便是最传统的黏土墙砖使用水泥砂浆抹灰也会出现大面积开裂)，从而造成工程质量不稳定、强度打不到要求、甚至质量低劣的情况时有发生，已成为建筑质量通病。此外，随着生活水平的提高，人们对自身生活环境的要求也日益剧增，房屋的修建过程中，采取了保温、隔热和静音的措施，在主体工程的表面增加了一层隔热层。最开始的材料为聚苯板隔热层，后有保温砂浆层，其原理都是若干微小的真空气泡形成一层薄膜而达到保温、隔热和静音的效果。但是其中聚苯板的耐高温效果极差，防火效果也不理想，曾经造成过上海、沈阳等地的火灾，国家强制禁止了聚苯板的使用。而无机玻化微珠保温砂浆由于以不燃烧的无机材料组成，相对来说比较安全，但是其造价高，会导致工程总体成本上升。寻找一种脆性低、抗拉强度大、保温节能并且成本低的砂浆一直是建材行业内的研究热点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种抗拉强度大、成本低并且节能的内墙干粉砂浆。
本发明提供了一种环保型防火内墙干粉砂浆，由如下重量百分比的组分组成：
优选的，所述硅酸盐水泥为32.5R或者42.5R水泥；
优选的，所述膨润土为有机膨润土；
优选的，所述可再分散乳胶粉为聚醋酸乙烯酯与聚乙烯醇经过共聚反应生成的胶粉；
优选的，所述纤维素醚为甲基羟乙基纤维素醚或者甲基羟丙基纤维素醚。
一、胶凝材料：
本发明所述原材料中，硅酸盐水泥起粘结作用,优选的为32.5R或者42.5R硅酸盐水泥；
二、骨料
石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是二氧化硅，本发明所选取的石英砂中二氧化硅含量不低于98％，强度高、耐磨性能好；
三、填料
本发明所述的填料为黄砂与煤矸石的混合物；煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。
传统的干粉砂浆采用黄砂做填料，黄砂一般按其产源不同，可分为河砂，海砂和山砂。这三类砂均从自然界取得，采矿过程中成本高还影响自然环境，而煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是国家大力发展循环经济，按照减量化、再利用、再循环的原则，重点治理的废弃物。
本发明采用煤矸石代替部分黄砂，不但可以减少污染、降低成本，还由于煤矸石特殊的结构，与石英砂、海泡石粉等添加在一起还可以起到较好的防火效果。
本发明加入二氧化钛作为填料，一方面是把二氧化钛作为白色颜料，对煤矸石的黑色进行遮蔽；另一方面大量加入二氧化钛可以加强与纳米级二氧化钛的相互作用力，增强纳米级二氧化钛净化空气的效果。
四、保水剂
纤维素醚在粉刷涂料领域是一种常用的保水剂，它可以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，
膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土层，它具有优良的离子交换性、膨胀性、粘附性、可塑性、耐火性，膨润土有较强的吸水性，可以提高材料的强度；它还有独特的选择性吸附性，可以对砌块材料中的放射性物质永久性吸附固化，具有净化和修复环境的功能。
五、增稠剂
粉体建材成型后常受热胀冷缩及气候、温度、湿度等影响，干燥、开裂、脱落等现象时有发生，尤其是材料遇水和受力后，这种现象更趋严重。为此本发明加入适量的增稠剂的方法来达到产品防裂和增加弹性的作用。可再分散乳胶粉具有突出的粘结强度，可提高粘合剂的弹性，并赋予粘合剂优良的耐碱性；
六、缓凝剂
水泥缓凝剂能推迟水泥水化反应，从而延长粉刷材料的凝结时间，使其能较长时间保持可塑性，方便浇筑，提高施工效率。柠檬酸同时还可以有效抑制材料泛碱等现象产生；
七、海泡石粉
海泡石属斜方晶系或单斜方晶系；颜色多变，一般呈淡白或灰白色；具丝绢光泽，有时呈蜡状光泽；条痕呈白色，不透明，触感光滑且粘舌；莫氏硬度在2～2.5之间；体质轻，密度为1～2.2g/cm3；收缩率低，可塑性好，能溶于盐酸；
海泡石的化学成分为硅(Si)和镁(Mg)；其标准晶体化学式为Mg8(H2O)4[Si6O16]2(OH)4·8H2O，其中SiO2含量一般在54～60％之间，MgO含量多在21～25％范围内。
海泡石具有极强的吸附、脱色和分散等性能，亦有极高的热稳定性，耐高温性可达1500～1700℃，造型性、绝缘性、抗盐度都非常好。
八、纳米级二氧化钛
纳米级二氧化钛可以起到净化空气的作用，国内外对此已经有大量报道，本发明中将纳米级二氧化钛与表面积大、吸附能力强的海泡石粉相结合，可以有效提升纳米级二氧化钛净化空气的作用。
本发明使用海泡石与煤矸石、石英砂及电熔镁砂细粉混合使用涂抹在各类建筑材料上，由于海泡石具有良好的耐高温性能，同时其还具有非金属中最大的比较面积，为石英砂、煤矸石提供空间，在高温下，粒径很小的煤矸石中的二氧化硅、氧化镁等成分可以与电熔镁砂细粉反应生成耐高温性能极好的尖晶石结构，从而达到长期抵御高温的作用。
一种环保型防火内墙干粉砂浆的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：将海泡石粉与去离子水以1:10的质量比加入超声波分散仪中，调解超声分散频率为50-120Hz，同时将容器通电，调解电压为100-200V，同时缓慢加入纳米级二氧化钛，加完后继续超声15min。将分散好的溶液在干燥箱内75-80℃干燥，碾碎后用600目筛子过滤待用，即得到光催化剂；
步骤二：将搅拌机打开，按黄砂-煤矸石粉-膨润土-可再分散乳胶粉-纤维素醚-柠檬酸的顺序加入搅拌机内搅拌均匀，制成混合添加剂；
步骤三：将搅拌机打开，按重量百分比计，先加硅酸盐水泥50％，再加石英砂50％，再加混合添加剂50％，稍作搅拌后再按此顺序加入剩余50％材料，搅拌均匀；
步骤四：最后加入二氧化钛细粉、电熔镁砂细粉、以及步骤一制备的光催化剂，搅拌均匀。
本发明的有益有效在于：与基面有很好的粘附力，材料经济实用，可节约成本，同时经该材料处理后的基层不会空鼓起壳，可保证施工现场清洁，更符合环保要求；采用煤矸石代替部分黄砂，不但可以减少污染、降低成本，还能起到防火作用。
具体实施方式
实施例1
一种环保型防火内墙干粉砂浆，由如下重量百分比的组分组成：
所述硅酸盐水泥为42.5R水泥；
所述的石英砂粒径为200目；
所述的黄砂为河砂，含泥量为1％，密度为2500kg/m3；
所述的煤矸石粉的粒径为600目；
所述的二氧化钛细粉的粒径为600目；
所述膨润土为有机膨润土；
所述可再分散乳胶粉为聚醋酸乙烯酯与聚乙烯醇经过共聚反应生成的胶粉；
所述纤维素醚为甲基羟乙基纤维素醚；
所述的电熔镁砂细粉的粒径为600目；
所述的海泡石粉的粒径为200目；
一种环保型防火内墙干粉砂浆的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：将海泡石粉与去离子水以1:10的质量比加入超声波分散仪中，调解超声分散频率为100Hz，同时将容器通电，调解电压为160V，同时缓慢加入纳米级二氧化钛，加完后继续超声15min。将分散好的溶液在干燥箱内80℃干燥，碾碎后用600目筛子过滤待用，即得到光催化剂；
步骤二：将搅拌机打开，按黄砂-煤矸石粉-膨润土-可再分散乳胶粉-纤维素醚-柠檬酸的顺序加入搅拌机内搅拌均匀，制成混合添加剂；
步骤三：将搅拌机打开，按重量百分比计，先加硅酸盐水泥50％，再加石英砂50％，再加混合添加剂50％，稍作搅拌后再按此顺序加入剩余50％材料，搅拌均匀；
步骤四：最后加入二氧化钛细粉、电熔镁砂细粉、以及步骤一制备的光催化剂，搅拌均匀。
实施例2-5所使用的原料与实施例1相同，制备方法及条件相同各原料的配比如表一所示：
序号 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
硅酸盐水泥 32 32 32 32 32
石英砂 12 12 12 12 12
黄砂 10 5 15 20 25
煤矸石粉 15 20 10 5 0
二氧化钛细粉 13 13 13 13 13
膨润土 3 3 3 3 3
可再分散乳胶粉 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
纤维素醚 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
柠檬酸 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
电熔镁砂细粉 8 8 8 8 8
海泡石粉 4 4 4 4 4
纳米级 2 2 2 2 2
合计 100 100 100 100 100
对实施例1-5进行检测，检测结果如下：
由上表数据可知，煤矸石粉的加入量对本发明产品的抗压、抗折强度以及粘结强度、凝结时间均有着非常重要的影响。
实施例样品按照行业标准JC890-2001《蒸汽加气混凝用砌筑砂浆与抹面砂浆》进行检测。
实施例6
一种环保型防火内墙干粉砂浆，由如下重量百分比的组分组成：
所述硅酸盐水泥为32.5R水泥；
所述的石英砂粒径为200目；
所述的黄砂为河砂，含泥量为1％，密度为2500kg/m3；
所述的煤矸石粉的粒径为600目；
所述的二氧化钛细粉的粒径为600目；
所述膨润土为有机膨润土；
所述可再分散乳胶粉为聚醋酸乙烯酯与聚乙烯醇经过共聚反应生成的胶粉；
所述纤维素醚为甲基羟丙基纤维素醚；
所述的电熔镁砂细粉的粒径为600目；
所述的海泡石粉的粒径为200目；
一种环保型防火内墙干粉砂浆的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：将海泡石粉与去离子水以1:10的质量比加入超声波分散仪中，调解超声分散频率为120Hz，同时将容器通电，调解电压为150V，同时缓慢加入纳米级二氧化钛，加完后继续超声15min。将分散好的溶液在干燥箱内75℃干燥，碾碎后用600目筛子过滤待用，即得到光催化剂；
步骤二：将搅拌机打开，按黄砂-煤矸石粉-膨润土-可再分散乳胶粉-纤维素醚-柠檬酸的顺序加入搅拌机内搅拌均匀，制成混合添加剂；
步骤三：将搅拌机打开，按重量百分比计，先加硅酸盐水泥50％，再加石英砂50％，再加混合添加剂50％，稍作搅拌后再按此顺序加入剩余50％材料，搅拌均匀；
步骤四：最后加入二氧化钛细粉、电熔镁砂细粉、以及步骤一制备的光催化剂，搅拌均匀。
实施例7-11所使用的原料与实施例6相同，制备方法及条件相同，各原料的配比如表一所示：
序号 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例11 实施例11
硅酸盐水泥 32 32 32 32 32 32
石英砂 12 11 9 13 14 16
黄砂 10 10 10 10 10 10
煤矸石粉 15 15 15 15 15 15
二氧化钛细粉 13 13 13 13 13 13
膨润土 3 3 3 3 3 3
可再分散乳胶粉 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
纤维素醚 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
柠檬酸 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
电熔镁砂细粉 8 8 8 8 8 8
海泡石粉 4 5 7 3 2 0
纳米级二氧化钛 2 2 2 2 2 2
合计 100 100 100 100 100 100
对实施例6-11进行防火检测，检测结果如下：
序号 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12
1 无 无 无 无 轻微 严重
2 无 无 无 无 无 严重
3 无 无 无 轻微 轻微 严重
4 轻微 轻微 轻微 严重 严重 严重
5 无 无 无 轻微 轻微 严重
6 无 无 无 轻微 轻微 严重
7 无 无 无 轻微 轻微 严重
8 无 无 无 轻微 轻微 严重
结果：无：无碳化；轻微：轻微碳化；严重：严重碳化
组1：用酒精喷灯火焰距涂层5cm，烘烤，干粉砂浆涂抹于轻质砂加砌块，涂层厚度5mm，受火时间5min。
组2：用酒精喷灯火焰距涂层5cm，烘烤，干粉砂浆涂抹于轻质砂加砌块，涂层厚度:1cm，受火时间5min。
组3：用酒精喷灯火焰距涂层5cm，烘烤，干粉砂浆涂抹于轻质砂加砌块，涂层厚度:5mm，受火时间10min。
组4：用酒精喷灯火焰距涂层5cm，烘烤，干粉砂浆涂抹于轻质砂加砌块，涂层厚度:5mm，受火时间30min。
组5：用酒精喷灯火焰距涂层5cm，烘烤，干粉砂浆涂抹于混凝土空心砌块，涂层厚度:5mm，受火时间10min。
组6：用酒精喷灯火焰距涂层5cm，烘烤，干粉砂浆涂抹于粉煤灰砌块，涂层厚度:5mm，受火时间10min。
组7：用酒精喷灯火焰距涂层5cm，烘烤，干粉砂浆涂抹于石膏板，涂层厚度:5mm，受火时间10min。
组8：用酒精喷灯火焰距涂层5cm，烘烤，干粉砂浆涂抹于现浇混凝土，涂层厚度:5mm，受火时间10min。
由上表数据可知，海泡石粉的加入量对本发明产品防火性能有着非常重要的影响，但是各类涂抹墙体对本发明产品的防火性能没有明显影响。
此检测数据只针对上述检测样品。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种环保型防火内墙干粉砂浆，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：
硅酸盐水泥 20%-45%
石英砂 10-15%
填料 30%-45%
膨润土 3%-5%
可再分散乳胶粉 0.1%-0.3%
纤维素醚 0.3%-0.5%
柠檬酸 0.2-0.5%
电熔镁砂细粉 5-10%
海泡石粉 3-5%
纳米级二氧化钛 1-3%。
2.如权利要求1所述的环保型防火内墙干粉砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥为32.5R或者42.5R水泥。
3.如权利要求1所述的环保型防火内墙干粉砂浆，其特征在于，所述膨润土为有机膨润土。
4.如权利要求1所述的环保型防火内墙干粉砂浆，其特征在于，所述纤维素醚为甲基羟乙基纤维素醚或者甲基羟丙基纤维素醚。
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