CN105272075A - 一种防火保温干粉砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种防火保温干粉砂浆及其制备方法，其由复合胶凝材料、轻骨料、掺合料、化学添加剂以及有机聚合物添加剂组成，其中，复合胶凝材料包括水泥和副产石膏，轻骨料为硅酸铝玻化微珠，掺合料包括高铝粉煤灰、膨胀蛭石以及高炉矿渣，化学添加剂包括硅酸镁铝、改性海藻胶粉、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉以及2-萘磺酸钠甲醛聚合物，有机聚合物添加剂为羟丙基甲基纤维素。从而，制得的干粉砂浆不仅抗压强度大、防火温度高，而且凝固时间短，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，具体地说，是一种可防火保温的环保型干粉砂浆及其制备方法。
背景技术
目前我国的建筑能耗约占社会总能耗的1/3，而随着社会的发展，建筑能耗的总量也在逐年上升。因此，发展建筑节能对建设低碳经济、实现节能减排目标，保持经济可持续发展具有重要的意义。建筑节能的主要技术之一是外墙保温，通过在建筑物的外墙基层表面复合一层或多层保温材料得以实现。
常用的建筑保温材料主要分为有机材料，如聚苯板，聚氨酯，胶粉颗粒等；以及无机材料，如加气混凝土，岩棉，玻化微珠两大类。由于有机材料类产品具有质轻、导热系数低、保温效果好的优点，我国目前的建筑保温产品主要为有机材料类，广泛应用于北方寒冷地区。但是，有机材料类保温材料的耐高温性能和防火效果差，曾经造成过上海、沈阳等地的火灾，国家强制禁止了有机类材料在高层建筑的应用。
无机保温砂浆是由不燃的无机材料组成，比有机材料具有更高的安全性，主要分为膨胀珍珠岩类和玻化微珠类保温砂浆。膨胀珍珠岩保温砂浆吸水性大，易粉化，在料浆施工中体积收失率大，易造成产品后期强度低和空鼓开裂，降低保温性能等现象。玻化微珠保温砂浆是以玻化微珠为轻骨料与外加剂，按照一定比例混合而成的新型无机保温砂浆材料，具有保温性能稳定、施工性能好、干缩率小，耐冻性好等优点。但是玻化微珠保温砂浆存在强度低、凝固时间长等缺点，一般凝固时间超过12小时，导致施工周期相对延长。
在专利申请号为201410233074.X的一种高强度玻化微珠保温防火砂浆，通过加入聚丙烯纤维等增加其强度制备高强度保温防火砂浆，但是聚丙烯纤维本身就是有机材料，属于可燃类，这就导致了该防火砂浆的防火温度相对较低。
目前按照国家标准GB/T20473-2006《建筑保温砂浆》的要求，对于保温砂浆的抗压强度指标进一步提高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种防火保温干粉砂浆及其制备方法，其针对现有技术存在的不足进行改进，使得干粉砂浆不仅抗压强度大、防火温度高，而且凝固时间短，成本低。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种防火保温干粉砂浆由复合胶凝材料、轻骨料、掺合料、化学添加剂以及有机聚合物添加剂组成，其中，所述复合胶凝材料包括水泥和副产石膏，所述轻骨料为硅酸铝玻化微珠，所述掺合料包括高铝粉煤灰、膨胀蛭石以及高炉矿渣，化学添加剂包括硅酸镁铝、改性海藻胶粉、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉以及2-萘磺酸钠甲醛聚合物，所述机聚合物添加剂为羟丙基甲基纤维素。
根据本发明的一实施例，所述防火保温干粉砂浆以重量份计由下列组分组成：400份水泥；40～50份副产石膏；450～500份硅酸铝玻化微珠；60～80份高铝粉煤灰；40～50份膨胀蛭石；20～30份高炉矿渣；8～10份硅酸镁铝；5～6份改性海藻胶粉；5～6份醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉；以及2～3份2-萘磺酸钠甲醛聚合物。
优选地，所述水泥为硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的混合物，其组份的重量份计为：320～350份硅酸盐水泥；以及50～80份铝酸盐水泥。
优选地，所述副产石膏为脱硫石膏，其中硫酸钙所占的质量百分比为≥90％。
优选地，所述膨胀蛭石的粒度200目筛余不大于10％。
优选地，所述高铝粉煤灰中氧化铝所占的质量百分比≥30％，其中，所述高铝粉煤灰的粒度325目筛余不大于10％。
优选地，所述高炉矿渣为冶炼生铁的废渣，其中，所述高炉矿渣的粒度325目筛余不大于10％。
一种防火保温干粉砂浆的制备方法，其包括步骤：
将相应重量份的水泥、副产石膏、高铝粉煤灰、膨胀蛭石以及高炉矿渣在高速搅拌机中拌合均匀，其中，搅拌温度为50℃；
将相应重量份的硅酸镁铝、改性海藻胶粉、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉、羟丙基甲基纤维素以及2-萘磺酸钠甲醛聚合物加入所述高速搅拌机中继续搅拌，在同样温度下搅拌4～6分钟；以及
将相应重量份的硅酸铝玻化微珠加入所述高速搅拌机中继续搅拌，通过搅拌3～5分钟充分混合均匀，制得所述防火保温干粉砂浆。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、通过利用铝酸盐水泥、膨胀蛭石、硅酸镁铝为原料，大大提高了砂浆的防火温度，使得防火温度可达1200℃，防火性能达到A1级，同时降低砂浆的凝固时间，有效缩短施工周期；2、通过利用高活性的工业副产品作为原料，如副产石膏、高铝粉煤灰以及高炉矿渣，大大提高了砂浆的抗压强度，不仅可节约能耗、减少水泥用量，而且也降低生产成本，实现灰渣的循环利用、节能环保。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
一种防火保温干粉砂浆由复合胶凝材料、轻骨料、掺合料、化学添加剂以及有机聚合物添加剂组成，其中，所述复合胶凝材料包括水泥和副产石膏，所述轻骨料为硅酸铝玻化微珠，所述掺合料包括高铝粉煤灰、膨胀蛭石以及高炉矿渣，化学添加剂包括硅酸镁铝、改性海藻胶粉、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉以及2-萘磺酸钠甲醛聚合物，所述机聚合物添加剂为羟丙基甲基纤维素。从而通过各组分的协同作用，以解决目前干粉砂浆存在的抗压强度低、凝固时间长、防火温度低的问题。
其中，所述防火保温干粉砂浆以重量份计由下列组分组成：400份水泥；40～50份副产石膏；450～500份硅酸铝玻化微珠；60～80份高铝粉煤灰；40～50份膨胀蛭石；20～30份高炉矿渣；8～10份硅酸镁铝；5～6份改性海藻胶粉；5～6份醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉；以及2～3份2-萘磺酸钠甲醛聚合物。
其中，硅酸铝玻化微珠作为砂浆的轻骨料，由于内部空腔结构，确保砂浆具有导热系数小、干缩率小的特点，具有比膨胀珍珠岩更好的保温、防火性能。
其中，改性海藻胶粉和醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉可提供砂浆的粘结能力和砂浆的抗裂性能；2-萘磺酸钠甲醛聚合物具有较好的减水效果，可以增强砂浆的抗压强度，得以有效提升所述干粉砂浆的抗压强度。
其中，硅酸镁铝作为砂浆的触变润滑剂，可提高砂浆的流动性，减缓砂浆的凝固时间，改善施工性能，缩短施工周期，同时，硅酸镁铝是一种无机耐火材料，有利于提高砂浆的防火温度，得以使砂浆的防火等级达到A1级。
优选地，所述水泥为硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的混合物，其组份的重量份计为：320～350份硅酸盐水泥；以及50～80份铝酸盐水泥。
优选地，所述副产石膏为脱硫石膏，其中硫酸钙CaSO4所占的质量百分比为≥90％。
优选地，所述膨胀蛭石的粒度200目筛余不大于10％。
优选地，所述高铝粉煤灰中氧化铝Al2O3所占的质量百分比≥30％，其中，所述高铝粉煤灰的粒度325目筛余不大于10％。
其中，高铝粉煤灰和铝酸盐水泥作为无机组分，具有较高的耐火温度，可以大大增加砂浆的防火温度。
优选地，所述高炉矿渣为冶炼生铁的废渣，其中，所述高炉矿渣的粒度325目筛余不大于10％。
其中，高活性的高铝粉煤灰和高铝矿渣掺合料作为所述干粉砂浆的掺合料可进一步提高砂浆的抗压强度。
一种防火保温干粉砂浆的制备方法，其包括步骤：
将相应重量份的水泥、副产石膏、高铝粉煤灰、膨胀蛭石以及高炉矿渣在高速搅拌机中拌合均匀，其中，搅拌温度为50℃；
将相应重量份的硅酸镁铝、改性海藻胶粉、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉、羟丙基甲基纤维素以及2-萘磺酸钠甲醛聚合物加入所述高速搅拌机中继续搅拌，在同样温度下搅拌4～6分钟；以及
将相应重量份的硅酸铝玻化微珠加入所述高速搅拌机中继续搅拌，通过搅拌3～5分钟充分混合均匀，制得所述防火保温干粉砂浆。
其中，通过利用铝酸盐水泥、膨胀蛭石、硅酸镁铝为原料，大大提高了砂浆的防火温度，使得防火温度可达1200℃，防火性能达到A1级，同时降低砂浆的凝固时间，有效缩短施工周期。
其中，通过利用高活性的工业副产品作为原料，如副产石膏、高铝粉煤灰以及高炉矿渣，大大提高了砂浆的抗压强度，不仅可节约能耗、减少水泥用量，而且也降低生产成本，实现灰渣的循环利用、节能环保。
实施例1
称取320份硅酸盐水泥和80份铝酸盐水泥，50份副产石膏，80份高铝粉煤灰，50份膨胀蛭石，20份高炉矿渣加入高速搅拌机中50℃下拌合均匀；然后称取10份硅酸镁铝，5份改性海藻胶粉，6份醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉，4份羟丙基甲基纤维素，2份2-萘磺酸钠甲醛聚合物加入上述搅拌机中在同样温度下搅拌4分钟；混合均匀后，最后称取450份硅酸铝玻化微珠加入上述搅拌机中继续搅拌3分钟，充分混合均匀，即可制得所述防火保温干粉砂浆。
实施例2
称取330份硅酸盐水泥和70份铝酸盐水泥，45份副产石膏，75份高铝粉煤灰，45份膨胀蛭石，25份高炉矿渣加入高速搅拌机中50℃下拌合均匀；然后称取9份硅酸镁铝，5.5份改性海藻胶粉，5.5份醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉，4份羟丙基甲基纤维素，2份2-萘磺酸钠甲醛聚合物加入上述搅拌机中在同样温度下搅拌5分钟；混合均匀后，最后称取465份硅酸铝玻化微珠加入上述搅拌机中继续搅拌4分钟，充分混合均匀，即可制得所述防火保温干粉砂浆。
实施例3
称取340份硅酸盐水泥和60份铝酸盐水泥，45份副产石膏，70份高铝粉煤灰，45份膨胀蛭石，25份高炉矿渣加入高速搅拌机中50℃下拌合均匀；然后称取9份硅酸镁铝，5.5份改性海藻胶粉，5.5份醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉，4.5份羟丙基甲基纤维素，2.5份2-萘磺酸钠甲醛聚合物加入上述搅拌机中在同样温度下搅拌6分钟；混合均匀后，最后称取480份硅酸铝玻化微珠加入上述搅拌机中继续搅拌5分钟，充分混合均匀，即可制得所述防火保温干粉砂浆。
实施例4
称取350份硅酸盐水泥和50份铝酸盐水泥，40份副产石膏，60份高铝粉煤灰，40份膨胀蛭石，30份高炉矿渣加入高速搅拌机中50℃下拌合均匀；然后称取8份硅酸镁铝，6份改性海藻胶粉，5份醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉，5份羟丙基甲基纤维素，3份2-萘磺酸钠甲醛聚合物加入上述搅拌机中在同样温度下搅拌5分钟；混合均匀后，最后称取500份硅酸铝玻化微珠加入上述搅拌机中继续搅拌4分钟，充分混合均匀，即可制得所述防火保温干粉砂浆。
实施例1～4中制得的防火保温干粉砂浆为灰色粉状，砂浆的主要指标检测结果如表1所示。其防火温度可高达1200℃，防火等级为A1级。
表1各实施例砂浆的主要性能指标
| 序号 | 测试项目 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 1 | 导热系数 | W/m·K | 0.070 | 0.069 | 0.069 | 0.068 |
| 2 | 抗压强度 | MPa | 1.07 | 1.06 | 1.05 | 1.08 |
| 3 | 堆积密度 | Kg/m3 | 349 | 348 | 345 | 346 |
| 4 | 凝固时间 | h | 4.5 | 5 | 5 | 5.5 |
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种防火保温干粉砂浆，其特征在于，其由复合胶凝材料、轻骨料、掺合料、化学添加剂以及有机聚合物添加剂组成，其中，所述复合胶凝材料包括水泥和副产石膏，所述轻骨料为硅酸铝玻化微珠，所述掺合料包括高铝粉煤灰、膨胀蛭石以及高炉矿渣，化学添加剂包括硅酸镁铝、改性海藻胶粉、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉以及2-萘磺酸钠甲醛聚合物，所述机聚合物添加剂为羟丙基甲基纤维素。
2.根据权利要求1所述的防火保温干粉砂浆，其特征在于，所述防火保温干粉砂浆以重量份计由下列组分组成：400份水泥；40～50份副产石膏；450～500份硅酸铝玻化微珠；60～80份高铝粉煤灰；40～50份膨胀蛭石；20～30份高炉矿渣；8～10份硅酸镁铝；5～6份改性海藻胶粉；5～6份醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉；以及2～3份2-萘磺酸钠甲醛聚合物。
3.根据权利要求2所述的防火保温干粉砂浆，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的混合物，其组份的重量份计为：320～350份硅酸盐水泥；以及50～80份铝酸盐水泥。
4.根据权利要求3所述的防火保温干粉砂浆，其特征在于，所述副产石膏为脱硫石膏，其中硫酸钙所占的质量百分比为≥90％。
5.根据权利要求4所述的防火保温干粉砂浆，其特征在于，所述膨胀蛭石的粒度200目筛余不大于10％。
6.根据权利要求5所述的防火保温干粉砂浆，其特征在于，所述高铝粉煤灰中氧化铝所占的质量百分比≥30％，其中，所述高铝粉煤灰的粒度325目筛余不大于10％。
7.根据权利要求6所述的防火保温干粉砂浆，其特征在于，所述高炉矿渣为冶炼生铁的废渣，其中，所述高炉矿渣的粒度325目筛余不大于10％。
8.一种如权利要求2至6中任一所述的防火保温干粉砂浆的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将相应重量份的水泥、副产石膏、高铝粉煤灰、膨胀蛭石以及高炉矿渣在高速搅拌机中拌合均匀，其中，搅拌温度为50℃；
将相应重量份的硅酸镁铝、改性海藻胶粉、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯-丙烯酸聚合物胶粉、羟丙基甲基纤维素以及2-萘磺酸钠甲醛聚合物加入所述高速搅拌机中继续搅拌，在同样温度下搅拌4～6分钟；以及
将相应重量份的硅酸铝玻化微珠加入所述高速搅拌机中继续搅拌，通过搅拌3～5分钟充分混合均匀，制得所述防火保温干粉砂浆。
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