CN105271979A - 一种装配式轻钢结构复合外墙板用ecc材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料及其制备方法，原料包含有胶凝材料、集料、纤维、聚合物乳液、外加剂和水，所述胶凝材料包括有水泥及微细活性矿物料。通过本发明制备的ECC材料具有良好的施工性能、力学性能和耐久性能，与轻钢、保温和内饰面等其它材料复合而成的装配式轻钢结构复合外墙集结构、保温和装饰于一体，满足新型墙体材料绿色环保、节能降耗要求，符合现代建筑工业化发展趋势。

Description

一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术，特别涉及一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料及其制备方法。

背景技术

装配式结构的发展，极大的解决了建筑施工过程中的节约劳力、绿色环保、节能降耗问题，是实现建筑工业化的关键，各地方政府围绕绿色建筑、建筑工业化、住宅产业化纷纷出台了相关政策。

建筑外围护结构是现代建筑的重要组成部分，外围护结构除满足自身作为建筑部件的结构、保温等功能外，更能彰显建筑物的个性特点，是建筑师思想、文化和艺术素养的集中体现。

装配式轻钢结构复合外墙板是一种集结构、保温和装饰于一体的新型建筑墙体材料，由于使用的大量工业废弃物、实现了工厂化预制生产，具有节约劳力、绿色环保和节能降耗等特点，在现代建筑外墙中得到广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料及其制备方法，与轻钢、保温和内饰面等其它材料在工厂复合而成，集结构、保温和装饰于一体，满足新型墙体材料绿色环保、节能降耗要求，符合现代建筑工业化发展趋势。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料，原料包含有胶凝材料、集料、纤维、聚合物乳液、外加剂和水，所述胶凝材料包括有水泥及微细活性矿物料。

优选的，原料的重量份数为：胶凝材料400～550份，集料900～1500份，外加剂2～5份，聚合物乳液0～45份，纤维0～10份，水100～200份。

优选的，所述微细活性矿物料为粉煤灰、矿渣微粉、偏高岭土、硅灰、石灰石粉中的一种或多种。

优选的，所述集料为粒径小于5.0mm的石英砂、天然河砂或机制砂中的一种或多种。

优选的，所述纤维为碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、钢纤维中的一种或多种。

优选的，所述聚合物乳液为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液中的一种或多种。

优选的，所述外加剂为减水剂、缓凝剂、引气剂、早强剂、防水剂中的一种或多种。

优选的，还包括有水泥基渗透结晶、混凝土复合增效剂。

另外，一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料制备方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步，将聚合物乳液和水进行混合；

第二步，将集料、纤维投入搅拌容器中进行预搅拌，预搅拌完成后停机，然后加入胶凝材料继续搅拌；

第三步，在搅拌过程中，依次添加：一半的乳液和水的混合液、全部的外加剂，最后加入剩余的一半混合液；

第四步，继续搅拌一段时间后停止搅拌；

第五步，检测浆体流动度，当流动度值在控制范围内即可进行下一步施工，当流动值超出控制范围，通过外加剂或混合液的适量加减对浆体状态进行调整，直至浆体流动度值处于控制范围；

第六步，按装配式轻钢结构复合外墙制作要求进行施工。

优选的，上述第六步的施工方法包括浇筑或自流平施工或喷射施工；浇筑或自流平施工时浆体流动度值控制范围为180±30mm；喷射施工时浆体的流动度值控制范围为160±20mm。

本发明有益的技术效果在于：通过本发明方法制备的ECC材料具有良好的施工性能、力学性能和耐久性能，与轻钢、保温和内饰面等其它材料复合而成的装配式轻钢结构复合外墙集结构、保温和装饰于一体，满足新型墙体材料绿色环保、节能降耗要求，符合现代建筑工业化发展趋势。

具体实施方式

本发明的ECC材料，原料包含有胶凝材料、集料、纤维、聚合物乳液、外加剂和水，所述胶凝材料包括有水泥及微细活性矿物料。

具体的，原料的重量份数为：胶凝材料400～550份，集料900～1500份，外加剂2～5份，聚合物乳液0～45份(大于0)，纤维0～10份(大于0)，水100～200份。

其中，所述微细活性矿物料为粉煤灰、矿渣微粉、偏高岭土、硅灰、石灰石粉中的一种或多种，优选其28天抗压强度不低于45.0MPa。所述集料为粒径小于5.0mm的石英砂、天然河砂或机制砂中的一种或多种，优选其表观密度≥2.55g/cm³，吸水率＜3.0％，含泥量≤0.5％。所述纤维为碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、钢纤维中的一种或多种，长径比≥400，耐酸碱、抗老化。所述聚合物乳液为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液中的一种或多种，其密度＞1.01g/m³，7＜PH值＜9，不挥发成分≥43％。所述外加剂为减水剂、缓凝剂、引气剂、早强剂、防水剂中的一种或多种，减水率≥25％，氯离子含量≤0.1％，总碱含量≤0.6％。

在混凝土中添加纤维后，不仅约束微裂缝扩展，提高混凝土的抗裂性、抗渗性和抗冻性，减少干缩变形，而且可明显地改善混凝士结构的物理力学特性，提高结构抗震性及抗疲劳特性。除了上述列举的纤维种类，也可以采用其他纤维或者组合，如玄武岩纤维，该玄武岩纤维为公称长度15～30mm、单丝公称直径9～25μm的增韧增强短切原丝。除了上述列举的微细活性矿物料种类，也可以采用其他微细活性矿物料或者组合，如火山灰。

矿渣微粉为粒化高炉矿渣，粉煤灰、矿渣微粉可与水泥中水化氧化钙发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的匀质性和致密性，增强了混凝土的结构强度。而偏高岭土可降低混凝土氯离子扩散系数，提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力，阻止混凝土发生碱骨料反应的可能性，提高了混凝土的耐久性。硅灰能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝胶体，与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。石灰石粉与硅质材料(砂、粉煤灰、火山灰、矿渣微粉等)及水泥等经过配料、拌合、成型和养护后可制得强度很的混凝土制品。

另外，胶凝材料还包括有水泥基渗透结晶，所述外加剂还包括混凝土复合增效剂。掺入水泥基渗透结晶，其特有的活性化学物质随水渗入混凝土内部，催化混凝土的水化进程，生成水化硅酸钙凝胶体和不溶性结晶体，可有效填塞混凝土层的毛细孔道并修复裂缝，防止渗水而破坏混凝土结构。掺入CTF复合增效剂，使水分子与水泥颗粒充分接触，增强水化混凝土中的难溶水泥颗粒，减少混凝土的毛细孔及其藏水，降低在低温条件下混凝土的冻融膨胀破坏的可能性；同时，由于单位体积中的有效水泥颗粒有所增加，从而提高了其抗碳化的能力；在喷射施工方面，改善混凝土和易性，减小输送阻力。

选用的河砂的细度模数大于2.5，河砂中粒径大于5mm和小于0.075mm的河砂总和不超过河砂总质量的20％。

上述的胶凝材料、集料、外加剂、纤维如果选用两种或者以上，本领域技术人员不仅可以根据常识进行任意的混合，而且可以根据常识进行合理的配比，在此不再赘述。

上述装配式轻钢结构复合外墙用ECC材料的制备方法，包括采用浇注或自流平施工工艺进行的ECC材料制备方法和采用喷射施工工艺进行的ECC材料制备方法。

采用浇注或自流平施工工艺的ECC材料制备方法，包括以下步骤：

第一步，将聚合物乳液和水进行混合。

第二步，将集料、纤维投入搅拌容器中进行预搅拌30s，停机后加入胶凝材料继续搅拌30s。搅拌设备优选沸腾式叶片搅拌机。

第三步，在搅拌过程中，依次添加一半的乳液和水的混合液，加入全部的外加剂最后加入剩余的一半混合液。

第四步，继续搅拌120s停止搅拌。

第五步，检测浆体流动度，当流动度值为180±30mm，即可进行浇注和自流平施工。当流动值超出控制范围，可通过外加剂或混合液的适量加减对浆体状态进行调整，外加剂或混合液的加减量不得超出原加入量的±1.0％和±2.0％。如果调整后，浆体流动值依然不在控制值范围内，需重新调整配合比，直到流动度值满足控制要求。

第六步，按装配式轻钢结构复合外墙制作要求，进行浇筑或自流平施工。

采用机器喷射作业施工工艺的ECC材料制备方法，包括以下步骤：

第一步，将聚合物乳液和水进行混合。

第二步，将集料和胶凝材料一起投入搅拌容器中进行预搅拌30s。搅拌设备优选沸腾式叶片搅拌机。

第三步，在搅拌过程中，依次添加一半的乳液和水的混合液，加入全部的外加剂最后加入剩余的一半混合液。

第四步，继续搅拌120s停止搅拌。

第五步，检测浆体流动度，控制其值在160±20mm范围内。当流动值超出控制范围，可通过外加剂或混合液的适量加减对浆体状态进行调整，外加剂或混合液的加减量不得超出原加入量的±1.0％和±2.0％。如果调整后，浆体流动值依然不在控制值范围内，需重新调整配合比，直到流动度值满足控制要求。

第六步，将浆体倒入喷射机料斗，按装配式轻钢结构复合外墙制作要求，进行机器喷射作业施工。

以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实例1

ECC材料配合比

用于浇注施工作业的ECC材料制备方法，按以下步骤：

第一步，将聚合物乳液和水进行混合。第二步，将石英砂、玻璃纤维投入搅拌容器中进行预搅拌30s，停机后加入白水泥和石灰石粉继续搅拌30s。第三步，在搅拌过程中，依次添加一半的乳液和水的混合液，加入全部的减水剂后再加入剩余的一半混合液。第四步，继续搅拌120s停止搅拌。第五步，检测浆体流动度，流动度值为175mm，满足控制值要求。第六步，按装配式轻钢结构复合外墙制作要求，进行浇注施工。

按此制备方法所得ECC材料性能指标如下。

实例2

ECC材料配合比

用于自流平施工作业的ECC材料制备方法，按以下步骤：

第一步，将聚合物乳液和水进行混合。第二步，将普通河砂、玻璃纤维投入搅拌容器中进行预搅拌30s，停机后加入水泥和粉煤灰继续搅拌30s。第三步，在搅拌过程中，依次添加一半的乳液和水的混合液，加入全部的减水剂后再加入剩余的一半混合液。第四步，继续搅拌120s停止搅拌。第五步，检测浆体流动度，流动度值为190mm，满足控制值要求。第六步，按装配式轻钢结构复合外墙制作要求，进行浇注施工。

按此制备方法所得ECC材料性能指标如下。

实施例3

ECC材料配合比

用于自流平施工作业的ECC材料制备方法，按以下步骤：

第一步，将聚合物乳液和水进行混合。第二步，将集料和胶凝材料一起投入搅拌容器中进行预搅拌30s。第三步，在搅拌过程中，依次添加一半的乳液和水的混合液，加入全部的外加剂最后加入剩余的一半混合液。第四步，继续搅拌120s停止搅拌。第五步，检测浆体流动度，控制其值为162mm。满足控制要求。第六步，将浆体倒入喷射机料斗，按装配式轻钢结构复合外墙制作要求，进行机器喷射作业施工。

按此制备方法所得ECC材料性能指标如下。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料，其特征在于：原料包含有胶凝材料、集料、纤维、聚合物乳液、外加剂和水，所述胶凝材料包括有水泥及微细活性矿物料。

2.根据权利要求1所述的一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料，其特征在于：原料的重量份数为：胶凝材料400～550份，集料900～1500份，外加剂2～5份，聚合物乳液0～45份，纤维0～10份，水100～200份。

3.根据权利要求1所述的一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料，其特征在于：所述微细活性矿物料为粉煤灰、矿渣微粉、偏高岭土、硅灰、石灰石粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料，其特征在于：所述集料为粒径小于5.0mm的石英砂、天然河砂或机制砂中的一种或多种。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料，其特征在于：所述纤维为碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、钢纤维中的一种或多种。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料，其特征在于：所述聚合物乳液为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液中的一种或多种。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料，其特征在于：所述外加剂为减水剂、缓凝剂、引气剂、早强剂、防水剂中的一种或多种。

8.根据权利要求1至3任意一项所述的一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料，其特征在于：还包括有水泥基渗透结晶、混凝土复合增效剂。

9.一种装配式轻钢结构复合外墙板材料制备方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步，将聚合物乳液和水进行混合；

第二步，将集料、纤维投入搅拌容器中进行预搅拌，预搅拌完成后停机，然后加入胶凝材料继续搅拌；

第三步，在搅拌过程中，依次添加：一半的乳液和水的混合液、全部的外加剂，最后加入剩余的一半混合液；

第四步，继续搅拌一段时间后停止搅拌；

第五步，检测浆体流动度，当流动度值在控制范围内即可进行下一步施工，当流动值超出控制范围，通过外加剂或混合液的适量加减对浆体状态进行调整，直至浆体流动度值处于控制范围；

第六步，按装配式轻钢结构复合外墙制作要求进行施工。

10.根据权利要求9所述的一种装配式轻钢结构复合外墙板用ECC材料制备方法，其特征在于：上述第六步的施工方法包括浇筑或自流平施工或喷射施工；浇筑或自流平施工时浆体流动度值控制范围为180±30mm；喷射施工时浆体的流动度值控制范围为160±20mm。