CN106336181B - 防水早强装饰砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防水早强装饰砂浆，解决了传统砂浆不能同时兼具色彩艳丽与防水早强效果优的缺陷，其技术方案要点是包括如下重量份的组分：白色硫铝酸盐水泥20~30份、白色硅酸盐水泥20~30份、硅丙乳液10~15份、渗透结晶材料5~8份、矿物质砂30~40份、PP纤维5~20份、钙离子粉10~20份、可分散乳胶粉3~6份、纤维素醚1~5份、减水剂1~5份、抗氧剂1~5份，所制备的砂浆具有优异的防水性、高强度，同时兼具装饰的作用，弥补了市面上的装饰砂浆防水性差、早期强度低的缺陷，制备了一种具有优异性能的防水早强装饰砂浆。

Description

防水早强装饰砂浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料，特别涉及一种防水早强装饰砂浆及其制备方法。

背景技术

装饰砂浆在发达国家已广泛代替涂料和瓷砖应用于建筑物的内、外墙面的装饰。一般是以聚合物材料作为主要添加剂，配以优质矿物骨料、填料和天然矿物颜料精制而成，在墙面上涂覆厚度约1.5～2.5mm的涂层，具有极好的质感与立体装饰效果。

目前，现有专利中授权公告号为CN101857408B的中国专利公开了一种内墙装饰砂浆及其施工方法，由普通硅酸盐水泥、熟石灰、轻集料、负离子助剂、重集料和复合助剂混合制成，该装饰砂浆具有突出的立体质感，装饰效果佳，但是该类装饰砂浆普遍不具有防水、轻质和高强的性能；申请公布号为CN103224363A的中国专利公开了一种柔性抗裂防护砂浆及其制备方法，由普通硅酸盐水泥、石英砂、消石灰、抗裂纤维、可再生分散乳胶粉、纤维素醚、塑性膨胀剂、憎水剂混合制成，这类普通砂浆具有良好的施工性能、柔软性与抗压强度，但是上述防水的普通砂浆以及现有的大多数普通砂浆的色彩单一，不能被用作装饰面使用，而且早期强度较低，同时普通砂浆的自重较大，不符合建筑行业中环保绿色发展理念。

发明内容

本发明的目的是提供一种防水早强装饰砂浆，该砂浆具有高强度、良好的防水性以及装饰作用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种防水早强装饰砂浆，包括如下重量份的组分：

通过采用上述技术方案，白色硫铝酸盐水泥主要是由硫铝酸盐水泥熟料掺加二水石膏粉磨而成，硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥相比虽然成本较高，但硫铝酸盐水泥烧成温度只需1250℃，且更容易粉磨，能够降低煤的消耗和CO₂的排放量，而且白色硫铝酸盐水泥早期强度高，可以节省工期，该种水泥具有高强、高致密性及低碱度的特性；白色硅酸盐水泥以适当成分的生料烧至部分熔融，得到的产物以硅酸钙为主要成分，铁质含量少的熟料加入适量的石膏，磨细制成白色水硬性胶凝材料，白色硅酸盐水泥多为装饰性用，具有很高的白度、色泽明亮，但存在强度低的缺点，一般用来勾白瓷片的缝隙；渗透结晶材料是由活性硅、水泥、活性有机物等混合而成的活性物质，分子量小，同时含有疏水基团和亲水基团，其亲水性大于疏水性，可溶于水，其中的活性化学物质可以渗透到混凝土内部发生反应，生成不溶性结晶物质，填充到混凝土裂缝或间隙中，起到密实混凝土、提高强度的作用，改善混凝土的性能，延长其使用寿命；硅丙乳液与白色硫铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥组成有机无机复合涂料，利用无机粉料与该乳液交联固化形成高强度高韧性的防水涂料，既具有有机材料的弹性高、伸长率大的优点，又具有无机材料耐久性、耐水性好的特点，并且施工简单，能与构件表面材料很好地粘结形成完整的保护膜，防水效果显著；矿物质砂存在于砂砾石沉积物中，在地表环境下遭受风化和侵蚀，具有较高的化学稳定性以及优异的强度；PP纤维是以丙烯聚合得到的等规聚丙烯为原料纺制而成的合成纤维，PP纤维具有质轻、高强度、高弹性、耐磨、耐腐蚀的特性，其密度为0.9～0.92g/cm³，在所有化学纤维中是最轻的，丙纶强度高，是制造渔网、缆绳的理想材料，耐磨性和回弹性好，强度与涤纶和锦纶相似，回弹率可与锦纶、羊毛相媲美；钙离子粉有助于与渗透结晶材料产生协同作用，还能增强该砂浆的强度；可再分散乳胶粉遇水或与砂浆中的水混合时会逐渐溶解分散，随着水分的蒸发不断固化成膜，由于可再分散乳胶粉属于热塑性弹性体，因而在砂浆中成膜后能明显改善砂浆的拉伸强度与粘结强度，在砂浆中扮演着辅助胶黏剂的角色，在砂浆中的聚合物有着良好的耐久性；纤维素醚来自于纤维素，具有醚结构的聚合物，是一种砂浆与混凝土中广泛应用的增稠剂，纤维素醚溶于水、稀碱溶液和有机溶剂，并具有热塑性；减水剂可以在不增加用水量的情况下改善砂浆与混凝土的混合性，大多属于阴离子表面活性剂，主要是靠减水剂分子对水泥熟料颗粒进行分散，改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；抗氧剂是阻止氧气不良影响的物质，是一类能够帮助捕获并中和自由基，从而祛除自由基对人体损害的一类物质，能够防止某些物质在加工过程中的热氧化降解，使其成型加工能顺利进行；白色硫铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥与防水型丙烯酸乳液复配构成该砂浆的基体材料，向该基体材料中添加渗透结晶材料，能够有效提高该基体材料的防水性能，添加矿物质砂、钙离子粉、可分散乳胶粉类粉状填料与PP纤维会产生协同作用，显著提高该砂浆的强度与韧性，所制备的砂浆具有优异的防水性、高强度，同时兼具装饰的作用，弥补了市面上的装饰砂浆防水性差、早期强度低的缺陷，制备了一种具有优异性能的防水早强装饰砂浆。

本发明进一步设置为：所述抗氧剂为酒石酸和碳酸锂的混合物，其中酒石酸在酒石酸和碳酸锂的混合物中所占的重量百分比为70～80％。

通过采用上述技术方案，酒石酸为2，3-二羟基丁二酸，存在于多种植物中，如葡萄和罗望子，也是葡萄酒中主要的有机酸之一，将酒石酸应用于建筑工业中作为抗氧剂使用，能够有效延缓砂浆内各组分的氧化，碳酸锂能够辅助抗氧剂进行抗氧作用，还能作为水泥外加剂的促凝剂辅助其他组分凝固，对提高该砂浆的早期凝结强度扮演关键角色。

本发明进一步设置为：所述渗透结晶材料为水泥基渗透结晶材料。

通过采用上述技术方案，水泥基渗透结晶材料是以水泥、石英粉等为主要基材，并掺入多种活性化学物质的粉状材料，经与水拌和调配而成的具有一定渗透功能的防水材料，对防水施工、结构开裂、渗水点、孔洞的堵漏施工方面具有明显的作用，具有超强的渗透能力，自动修复功能，对有害化学侵蚀有很高的抵抗力，提高混凝土耐久性，形成的防水层还具有不怕磕碰，承受一定压力的作用，具有二次抗渗能力。

本发明进一步设置为：所述矿物质砂为高强轻质陶砂、石英砂与彩砂的混合物，其中高强轻质陶砂与石英砂的重量比为1∶1，高强轻质陶砂、石英砂占高强轻质陶砂、石英砂与彩砂的混合物的重量百分比为70～80％。

通过采用上述技术方案，高强轻质陶砂具有轻质性，采用粘土或粉煤灰、生物污泥为主要原料，通过高温焙烧膨化而成，表面具有一层坚硬的外壳，具有隔水保气作用，并且赋予陶砂较高的强度和吸附能力；轻质陶砂作为一种轻集料，就有密度小、强度高、吸水率大、保温、隔热、耐火、抗震等特点，用途广泛，可取代普通砂石配制轻集料混凝土，用作水处理滤料、吸附剂、透水路面材料，还可以用作农业、园林中无土栽培的培养基，以及桥面板、空心砌砖等建材原料；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SiO₂；彩砂分为天然彩砂、烧结彩砂、临时染色彩砂、永久染色彩砂，其中，天然彩砂在建筑材料中用途广泛，具有颜色鲜艳、耐酸碱、耐紫外线、耐磨、防水、无毒、粘结力强等优点，能够调控该砂浆根据不同的需要调节不同的彩砂颜色，起到较好的装饰效果。

本发明进一步设置为：还包括钙离子粉10～20份，所述钙离子粉选用轻钙或者重钙与膨润土的混合物，其中轻钙或者重钙在轻钙或者重钙与膨润土的混合物中的重量百分比为60～70％。

通过采用上述技术方案，轻钙是轻质碳酸钙，作为橡胶、塑料、造纸、涂料和建筑等行业的填料，广泛用于有机合成、冶金、玻璃和建筑行业的生产中，有助于增强相应基体的强度；重钙是方解石粉，由天然碳酸盐矿物磨碎而成，是粉状的无机填料，具有化学纯度高、惰性大、不易发生化学反应、热稳定性好、在400℃以下不会分解、白度高、吸油率低、折光率低、质软、干燥不含结晶水、硬度低磨耗值小、无毒、无味、无臭、分散性好等优点；膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，具有较好的离子交换性，可用于净化、过滤或者去除毒素；由于具有很好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性，适用于钻井泥浆建筑领域中；将轻钙或者重钙与膨润土混合，所形成的混合物具有优异的增强作用，同时还可具有质轻、环保等特性。

本发明进一步设置为：所述硅丙乳液的粘度为40～50mpa·s。

通过采用上述技术方案，粘度为40～50mpa·s的硅丙乳液，粘度适中，既能够与白色硫铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥更好地结合，形成均一、稳定的混合体，同时又与其他无机粉末纤维填料能够更好地结合。

本发明进一步设置为：所述PP纤维为短切纤维，其长度为3～6mm。

通过采用上述技术方案，长度为3～6mm的PP纤维添加到该砂浆内，能够与粉末状的填料形成协同作用，有助于显著提高该砂浆凝固的早期强度。

本发明进一步设置为：所述可分散乳胶粉为醋酸乙烯酯/乙烯共聚乳胶粉，其水溶液的粘度为70～80mpa·s。

通过采用上述技术方案，醋酸乙烯酯/乙烯共聚乳胶粉的水溶液具有较高的粘结能力，突出的防水性能，有效提高该砂浆的弹性并有较长时间的开放时间，赋予砂浆优良的耐碱性、抗折强度、可塑性、耐磨性，该醋酸乙烯酯/乙烯共聚物成膜后可作为第二种胶黏剂发挥增强作用，使成膜后不会被水破坏掉，成膜的聚合物作为钙离子粉分布在该砂浆体系内，从而增加了砂浆的内聚力，使该砂浆具有优异的力学性能。

本发明进一步设置为：所述矿物质砂的粒度为100～150μm。

通过采用上述技术方案，粒度为100～150μm，在矿物质砂中属较细的砂料，填充到其他组分的间隙内，有效提高该砂浆的抗冲击强度，同时，质量较轻能够改善该矿物质砂整体的重量，提高该砂浆在使用过程中以及符合现代建筑领域绿色环保理念。

本发明还公开了一种防水早强装饰砂浆的制备方法，包括如下步骤：

(1)按白色硫铝酸盐水泥20～30份、白色硅酸盐水泥20～30份、硅丙乳液10～15份、渗透结晶材料5～8份、矿物质砂30～40份、PP纤维5～20份、可分散乳胶粉3～6份、钙离子粉10～20份、纤维素醚1～5份、减水剂1～5份、抗氧剂1～5份称量原料放入砂浆搅拌锅内，低速搅拌30s；

(2)加入适量的水，并快速搅拌90s。

通过采用上述技术方案，该方法简化了施工工艺，节省了施工时间，所制备的砂浆具有优异的防水、早强和装饰感。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、以白色硫铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥作为基体水泥，向该基体水泥中加入防水型丙烯酸乳液，所形成的混合基体具有优异的防水性、早期凝结强度高以及靓丽的装饰感，并能够与其他无机填料具有较好地易混性。

2、添加渗透结晶材料以及钙离子粉，能够促进渗透结晶材料将活性物质以水为载体渗透到混凝土内部，与钙离子粉发生络合反应，形成的络合物极易溶于水且化学性质相对不稳定，络合物以水为载体并不断的以络合-分解的形式向混凝土内部渗透，从而形成性质稳定且难溶于水的水化硅酸钙等物质，起到有效的防水作用，还能增强该砂浆的早期凝结时的强度。

具体实施方式

本实验所用的减水剂由济南黄河路桥工程公司制备的萘系减水剂，固含量为26.52％。

本实验所用纤维素醚是FDK-普通砂浆专用型纤维素醚，为白色细微粉末，pH值为4～8。

本实验所用的可再分散乳胶粉FDK-2501型，为白色粉末，聚乙烯醇为保护胶体。

实施例一：

(1)按照白色硫铝酸盐水泥20份、白色硅酸盐水泥20份、硅丙乳液10份、渗透结晶材料5份、矿物质砂30份、PP纤维5份、可分散乳胶粉3份、纤维素醚1份、减水剂1份、抗氧剂1份进行配料，并低速搅拌30s；

(2)加入10份水，并快速搅拌90s。

实施例二：

(1)按照白色硫铝酸盐水泥20份、白色硅酸盐水泥20份、硅丙乳液10份、渗透结晶材料5份、矿物质砂30份、PP纤维5份、可分散乳胶粉3份、钙离子粉10份、纤维素醚1份、减水剂1份、抗氧剂1份进行配料，并低速搅拌30s；

(2)加入10份水，并快速搅拌90s。

实施例三：

(1)按照白色硫铝酸盐水泥23份、白色硅酸盐水泥23份、硅丙乳液12份、渗透结晶材料6份、矿物质砂33份、PP纤维9份、可分散乳胶粉4份、钙离子粉13份、纤维素醚2份、减水剂2份、抗氧剂2份进行配料，并低速搅拌30s；

(2)加入10份水，并快速搅拌90s。

实施例四：

(1)按照白色硫铝酸盐水泥26份、白色硅酸盐水泥26份、硅丙乳液14份、渗透结晶材料7份、矿物质砂36份、PP纤维14份、可分散乳胶粉5份、钙离子粉16份、纤维素醚3份、减水剂3份、抗氧剂3份进行配料，并低速搅拌30s；

(2)加入10份水，并快速搅拌90s。

实施例五：

(1)按照白色硫铝酸盐水泥29份、白色硅酸盐水泥29份、硅丙乳液15份、渗透结晶材料8份、矿物质砂39份、PP纤维18份、可分散乳胶粉6份、钙离子粉19份、纤维素醚5份、减水剂5份、抗氧剂5份进行配料，并低速搅拌30s；

(2)加入10份水，并快速搅拌90s。

对比例一：

与实施例二相比，将渗透结晶材料替换成硅灰石粉。

对比例二：

与实施例二相比，将硅丙乳液替换成苯丙乳液。

检测手段：

(1)吸水率：按照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》，制备40mm×40mm×160mm的不同龄期的胶砂试件，按标准养护至规定龄期后，在80℃温度下恒温烘48h，用电子天平称其质量，记为M₀，然后将试件放入加满水的水槽中，养护室的温度需维持在(20±3)℃，相对湿度80％以上，然后在48h后取出，并用干抹布将试件表面水擦干，称其质量，记为M₁。

砂浆吸水率的计算公式如下：

Wa＝(M₁-M₀)/M₀

式中：Wa——砂浆吸水率(％)；

M₁——吸水后试件的质量(g)；

M₀——烘干后试件的质量(g)；

取3块试件的平均值，精确至0.1％。

(2)稠度：按照JCJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能测试方法标准》，采用SC-145型砂浆稠度仪测定该防水早强装饰砂浆的稠度。

(3)强度测试：按照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》，制备40mm×40mm×160mm的胶砂试件，擦干表面水分，采用自动抗折强度试验机与抗压强度试验机进行抗折、抗压测试。

吸水率和稠度的检测结果如下表所示：

通过上表可知，实施例所制备的砂浆相比于对比例而言，色彩靓丽且具有更好的防水性能，渗透结晶材料能够将活性物质以水为载体渗透到混凝土内部，与砂浆中存在的Ca²⁺发生络合反应，形成的络合物极易溶于水且化学性质相对不稳定，络合物以水为载体并不断的以络合-分解的形式向混凝土内部渗透，从而形成性质稳定且难溶于水的水化硅酸钙等物质，起到有效的防水作用。

抗折强度和抗压强度的检测结果如下表所示：

通过上表可知，相对于对比例而言，添加钙离子粉的实施例具有最优异的抗折强度和抗压强度，硅丙乳液内的活性硅含量更高，有助于与渗透结晶材料产生协同作用，并与钙离子粉共同作用，从而提高该砂浆凝结过程的早期强度。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种防水早强装饰砂浆，其特征在于包括如下重量份的组分：

白色硫铝酸盐水泥 20~30份

白色硅酸盐水泥 20~30份；

硅丙乳液 10~15份；

水泥基渗透结晶材料 5~8份；

矿物质砂 30~40份；

PP纤维 5~20份；

钙离子粉 10~20份；

可分散乳胶粉 3~6份；

纤维素醚 1~5份；

减水剂 1~5份；

抗氧剂 1~5份；

所述矿物质砂为高强轻质陶砂、石英砂与彩砂的混合物，其中高强轻质陶砂与石英砂的重量比为1:1，高强轻质陶砂、石英砂占高强轻质陶砂、石英砂与彩砂的混合物的重量百分比为70~80%；

所述钙离子粉选用轻钙或者重钙与膨润土的混合物，其中轻钙或者重钙在轻钙或者重钙与膨润土的混合物中的重量百分比为60~70%。

2.根据权利要求1所述的防水早强装饰砂浆，其特征在于：所述抗氧剂为酒石酸和碳酸锂的混合物，其中酒石酸在酒石酸和碳酸锂的混合物中所占的重量百分比为70~80%。

3.根据权利要求1所述的防水早强装饰砂浆，其特征在于：所述硅丙乳液的粘度为40~50mpa·s 。

4.根据权利要求1所述的防水早强装饰砂浆，其特征在于：所述PP纤维为短切纤维，其长度为3~6mm。

5.根据权利要求1所述的防水早强装饰砂浆，其特征在于：所述可分散乳胶粉为醋酸乙烯酯/乙烯共聚乳胶粉，其水溶液的粘度为70~80mpa·s。

6.根据权利要求1所述的防水早强装饰砂浆，其特征在于：所述矿物质砂的粒度为100~150μm。

7.一种如权利要求1~6任意一项所述的防水早强装饰砂浆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）按白色硫铝酸盐水泥20~30份、白色硅酸盐水泥20~30份、硅丙乳液10~15份、水泥基渗透结晶材料5~8份、矿物质砂30~40份、PP纤维5~20份、可分散乳胶粉3~6份、钙离子粉10~20份、纤维素醚1~5份、减水剂1~5份、抗氧剂1~5份称量原料放入砂浆搅拌锅内，低速搅拌30s；

（2）加入适量的水，并快速搅拌90s。