CN108409238A - 一种降噪保温水泥砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降噪保温水泥砂浆及其制备方法，涉及水泥砂浆技术领域，包括以下份计的原料：普通硅酸盐水泥75~95份、碳纤维‑石墨烯增强剂45~55份、可再分散乳胶粉25~35份、乙酸乙酯25~35份、磷石膏25~35份、粉煤灰20~25份、增强颗粒组合物20~25份、聚氨酯15~20份、明胶15~20份、改性橡胶粉5~10份、脂肪胺5~10份、N‑酰基肌氨酸盐5~10份、硫酸铝5~10份、憎水剂5~10份、三乙醇胺2~6份和水100~120份。本发明具有良好的降噪保温效果，还具有耐磨、耐化学腐蚀、强度高，抗冲击强度大、韧性好和施工方便性等特点。

Description

一种降噪保温水泥砂浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及水泥砂浆技术领域，具体涉及一种降噪保温水泥砂浆及其制备方法。

背景技术

现有的建筑材料如水泥砂浆具有施工简便、强度高等特点被广泛应用，但随着用户需求的提高，对于建筑材料隔音性能的要求越来越高，隔音材料一般要求密度高、厚度大等，目前市场上的复合建筑材料密度较小，施工完成后隔音效果不明显，为了达到隔音的目的，往往通过在建筑物墙面加装隔音棉或隔音层实现，造价高，且增加了建筑施工难度。随着人们的环保意识日益加强，建筑材料的保温性能越来越受到重视，现阶段普通的水泥砂浆保温效果较差，亟需一种保温效果显著的建筑材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种降噪保温水泥砂浆及其制备方法，具有良好的降噪保温效果，还具有耐磨、耐化学腐蚀、 强度高，抗冲击强度大、韧性好和施工方便性等特点。

本发明提供了如下的技术方案：一种降噪保温水泥砂浆，包括以下份计的原料：

普通硅酸盐水泥75~95份、碳纤维-石墨烯增强剂45~55份、可再分散乳胶粉25~35份、乙酸乙酯25~35份、磷石膏25~35份、粉煤灰20~25份、增强颗粒组合物20~25份、聚氨酯15~20份、明胶15~20份、改性橡胶粉5~10份、脂肪胺5~10份、N-酰基肌氨酸盐5~10份、硫酸铝5~10份、憎水剂5~10份、三乙醇胺2~6份和水100~120份；

增强颗粒组合物：聚丙烯纤维10~15份、硅溶胶8~11份、膨胀珍珠岩4~7份、氟化钙4~7份、聚乙烯醇2~5份、硅酸钠2~5份、葡萄糖酸钠0.5~1.5份和纤维素醚0.5~1.5份。

其中，包括以下份计的原料：普通硅酸盐水泥80~90份、碳纤维-石墨烯增强剂47~52份、可再分散乳胶粉27~32份、乙酸乙酯27~32份、磷石膏27~32份、粉煤灰21~24份、增强颗粒组合物21~24份、聚氨酯17~19份、明胶17~19份、改性橡胶粉6~9份、脂肪胺6~9份、N-酰基肌氨酸盐6~9份、硫酸铝6~9份、憎水剂6~9份、三乙醇胺3~5份和水105~115份；

增强颗粒组合物：聚丙烯纤维11~14份、硅溶胶9~10份、膨胀珍珠岩5~6份、氟化钙5~6份、聚乙烯醇3~4份、硅酸钠3~4份、葡萄糖酸钠0.8~1.3份和纤维素醚0.8~1.3份。

其中，所述改性橡胶粉包括以下份计的原料：橡胶粉21~23份、乙烯基三乙氧基硅烷10~14份、丙烯酸羟乙酯9~10份、过硫酸钾5~7份和水13~18份。

其中，所述改性橡胶粉的制备方法为：

按照配比称取乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、过硫酸钾和水，放入搅拌机内，以200~300r/min的转速边搅拌边加热，加热温度控制为45~50℃，加热时间控制为10~20min得到混合溶液，称取橡胶粉，将混合溶液均匀喷洒在橡胶粉的微粒表面，使橡胶粉湿润，静置3~5h，得到改性橡胶粉。

其中，所述憎水剂为硬脂酸钙或者有机硅改性粘土。

其中，所述碳纤维-石墨烯增强剂的制备方法为：

（1）、制备石墨烯分散液

将石墨粉和二甲基甲酰胺按照1g:1.1~1.5L的比例混合，控制温度为20~40℃、功率为200~300W超声处理20~50min，然后离心分离，保留上层清液，得到石墨烯分散液；

（2）、制备碳纤维-石墨烯复合结构

以碳纤维为工作电极，将碳纤维置于酸溶液中进行电催化氧化，得到活化碳纤维；

将活化碳纤维加入至石墨烯分散液中，然后进行电沉积得到碳纤维-石墨烯复合结构；

（3）、按照2~3:1的质量比称取硅溶胶和环氧树脂，混合分散，得到混合物A，将得到的碳纤维-石墨烯复合结构加入至2~3倍重量份的混合物A中，机械搅拌并超声处理，加入促进剂，续超声处理1～2h，得到所述碳纤维-石墨烯增强剂。

本发明提供一种降噪保温水泥砂浆的制备方法，包括如下步骤：

（1）、称取磷石膏，将其中1/3的磷石膏在165~170℃的温度条件下煅烧2~4h、陈化4～5天得到β半水石膏；将剩余2/3的磷石膏在345～355℃的温度条件下煅烧3~4h得到II型无水石膏；将β半水石膏和II型无水石膏混合得到建筑石膏；

（2）、称取普通硅酸盐水泥、碳纤维-石墨烯增强剂、可再分散乳胶粉、乙酸乙酯和水，混合后加入步骤（1）得到的建筑石膏，以200~300r/min 的转速搅拌40~50min，得到浆料，向浆料中加入剩余原料，以100~150r/min 的转速搅拌1~2h，得到所述降噪保温水泥砂浆。

本发明的有益效果：具有良好的降噪保温效果，还具有耐磨、耐化学腐蚀、 强度高，抗冲击强度大、韧性好和施工方便性等特点，具体如下：

（1）、本发明采用普通硅酸盐水泥、碳纤维-石墨烯增强剂和可再分散乳胶粉为主要原料，以乙酸乙酯、磷石膏、粉煤灰、增强颗粒组合物、聚氨酯、明胶、改性橡胶粉、脂肪胺、N-酰基肌氨酸盐等原料作为辅料，制备得到的水泥砂浆，导热系数低、固化成型后隔音效果好，具有良好的降噪保温效果，还具有耐磨、耐化学腐蚀、 强度高，抗冲击强度大、韧性好和施工方便性等特点。

（2）、本发明中的碳纤维-石墨烯增强剂，通过制备石墨烯分散液，得到石墨烯分散均匀的体系，然后将活化碳纤维加入至其中进行电沉积，得到碳纤维-石墨烯复合结构，该复合结构结合紧密，空隙率低，抗裂性能优异，然后再将碳纤维-石墨烯复合结构加入至硅溶胶和环氧树脂中，经过处理得到碳纤维-石墨烯增强剂，形成包覆结构，随着碳纤维-石墨烯增强剂中的水分蒸发，碳纤维-石墨烯复合结构牢固地与其余原料结合，能够避免出现裂纹，采用这样的方式，在节约成本的前提下，提高砂浆的力学性能、隔音性能和保温性能；

（3）、本发明在原料中添加改性橡胶粉，采用乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯和过硫酸钾作为改性剂对橡胶粉改性处理，用于增强橡胶粉与砂浆其余原料的粘结性，得到的改性橡胶粉加入到砂浆中，不仅可以提高韧性和抗冲击性，而且还可以改善抗收缩性和抗冻融性。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

一种降噪保温水泥砂浆，包括以下份计的原料：

普通硅酸盐水泥75份、碳纤维-石墨烯增强剂45份、可再分散乳胶粉25份、乙酸乙酯25份、磷石膏25份、粉煤灰20份、增强颗粒组合物20份、聚氨酯15份、明胶15份、改性橡胶粉5份、脂肪胺5份、N-酰基肌氨酸盐5份、硫酸铝5份、憎水剂5份、三乙醇胺2份和水100份；

增强颗粒组合物：聚丙烯纤维10份、硅溶胶8份、膨胀珍珠岩4份、氟化钙4份、聚乙烯醇2份、硅酸钠2份、葡萄糖酸钠0.5份和纤维素醚0.5份。

其中，

所述改性橡胶粉包括以下份计的原料：橡胶粉21份、乙烯基三乙氧基硅烷10份、丙烯酸羟乙酯9份、过硫酸钾5份和水13份。

所述改性橡胶粉的制备方法为：

按照配比称取乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、过硫酸钾和水，放入搅拌机内，以200r/min的转速边搅拌边加热，加热温度控制为45℃，加热时间控制为10min得到混合溶液，称取橡胶粉，将混合溶液均匀喷洒在橡胶粉的微粒表面，使橡胶粉湿润，静置3h，得到改性橡胶粉。

其中，

所述憎水剂为硬脂酸钙或者有机硅改性粘土。

其中，

所述碳纤维-石墨烯增强剂的制备方法为：

（1）、制备石墨烯分散液

将石墨粉和二甲基甲酰胺按照1g:1.1L的比例混合，控制温度为20℃、功率为200W超声处理20min，然后离心分离，保留上层清液，得到石墨烯分散液；

（2）、制备碳纤维-石墨烯复合结构

以碳纤维为工作电极，将碳纤维置于酸溶液中进行电催化氧化，得到活化碳纤维；

将活化碳纤维加入至石墨烯分散液中，然后进行电沉积得到碳纤维-石墨烯复合结构；

（3）、按照2:1的质量比称取硅溶胶和环氧树脂，混合分散，得到混合物A，将得到的碳纤维-石墨烯复合结构加入至2倍重量份的混合物A中，机械搅拌并超声处理，加入促进剂，续超声处理1h，得到所述碳纤维-石墨烯增强剂。

本实施例中提供一种降噪保温水泥砂浆的制备方法，包括如下步骤：

（1）、称取磷石膏，将其中1/3的磷石膏在165℃的温度条件下煅烧2h、陈化4天得到β半水石膏；将剩余2/3的磷石膏在345℃的温度条件下煅烧3h得到II型无水石膏；将β半水石膏和II型无水石膏混合得到建筑石膏；

（2）、称取普通硅酸盐水泥、碳纤维-石墨烯增强剂、可再分散乳胶粉、乙酸乙酯和水，混合后加入步骤（1）得到的建筑石膏，以200r/min 的转速搅拌40min，得到浆料，向浆料中加入剩余原料，以100r/min 的转速搅拌1h，得到所述降噪保温水泥砂浆。

实施例2

一种降噪保温水泥砂浆，包括以下份计的原料：

普通硅酸盐水泥95份、碳纤维-石墨烯增强剂55份、可再分散乳胶粉35份、乙酸乙酯35份、磷石膏35份、粉煤灰25份、增强颗粒组合物25份、聚氨酯20份、明胶20份、改性橡胶粉10份、脂肪胺10份、N-酰基肌氨酸盐10份、硫酸铝10份、憎水剂10份、三乙醇胺6份和水120份；

增强颗粒组合物：聚丙烯纤维15份、硅溶胶11份、膨胀珍珠岩7份、氟化钙7份、聚乙烯醇5份、硅酸钠5份、葡萄糖酸钠1.5份和纤维素醚1.5份。

其中，

所述改性橡胶粉包括以下份计的原料：橡胶粉23份、乙烯基三乙氧基硅烷14份、丙烯酸羟乙酯10份、过硫酸钾7份和水18份。

所述改性橡胶粉的制备方法为：

按照配比称取乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、过硫酸钾和水，放入搅拌机内，以300r/min的转速边搅拌边加热，加热温度控制为50℃，加热时间控制为20min得到混合溶液，称取橡胶粉，将混合溶液均匀喷洒在橡胶粉的微粒表面，使橡胶粉湿润，静置5h，得到改性橡胶粉。

其中，

所述憎水剂为硬脂酸钙或者有机硅改性粘土。

其中，

所述碳纤维-石墨烯增强剂的制备方法为：

（1）、制备石墨烯分散液

将石墨粉和二甲基甲酰胺按照1g: 1.5L的比例混合，控制温度为40℃、功率为300W超声处理50min，然后离心分离，保留上层清液，得到石墨烯分散液；

（2）、制备碳纤维-石墨烯复合结构

以碳纤维为工作电极，将碳纤维置于酸溶液中进行电催化氧化，得到活化碳纤维；

将活化碳纤维加入至石墨烯分散液中，然后进行电沉积得到碳纤维-石墨烯复合结构；

（3）、按照3:1的质量比称取硅溶胶和环氧树脂，混合分散，得到混合物A，将得到的碳纤维-石墨烯复合结构加入至3倍重量份的混合物A中，机械搅拌并超声处理，加入促进剂，续超声处理2h，得到所述碳纤维-石墨烯增强剂。

本实施例中提供一种降噪保温水泥砂浆的制备方法，包括如下步骤：

（1）、称取磷石膏，将其中1/3的磷石膏在170℃的温度条件下煅烧4h、陈化5天得到β半水石膏；将剩余2/3的磷石膏在355℃的温度条件下煅烧4h得到II型无水石膏；将β半水石膏和II型无水石膏混合得到建筑石膏；

（2）、称取普通硅酸盐水泥、碳纤维-石墨烯增强剂、可再分散乳胶粉、乙酸乙酯和水，混合后加入步骤（1）得到的建筑石膏，以300r/min 的转速搅拌50min，得到浆料，向浆料中加入剩余原料，以150r/min 的转速搅拌2h，得到所述降噪保温水泥砂浆。

实施例3

一种降噪保温水泥砂浆，包括以下份计的原料：

普通硅酸盐水泥85份、碳纤维-石墨烯增强剂50份、可再分散乳胶粉30份、乙酸乙酯30份、磷石膏30份、粉煤灰22.5份、增强颗粒组合物22.5份、聚氨酯17.5份、明胶17.5份、改性橡胶粉7.5份、脂肪胺7.5份、N-酰基肌氨酸盐7.5份、硫酸铝7.5份、憎水剂7.5份、三乙醇胺4份和水110份；

增强颗粒组合物：聚丙烯纤维12.5份、硅溶胶10份、膨胀珍珠岩5.5份、氟化钙5.5份、聚乙烯醇3.5份、硅酸钠3.5份、葡萄糖酸钠1份和纤维素醚1份。

其中，

所述改性橡胶粉包括以下份计的原料：橡胶粉22份、乙烯基三乙氧基硅烷12份、丙烯酸羟乙酯9.5份、过硫酸钾6份和水15份。

所述改性橡胶粉的制备方法为：

按照配比称取乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、过硫酸钾和水，放入搅拌机内，以250r/min的转速边搅拌边加热，加热温度控制为47℃，加热时间控制为15min得到混合溶液，称取橡胶粉，将混合溶液均匀喷洒在橡胶粉的微粒表面，使橡胶粉湿润，静置4h，得到改性橡胶粉。

其中，

所述憎水剂为硬脂酸钙或者有机硅改性粘土。

其中，

所述碳纤维-石墨烯增强剂的制备方法为：

（1）、制备石墨烯分散液

将石墨粉和二甲基甲酰胺按照1g:1.3L的比例混合，控制温度为30℃、功率为250W超声处理40min，然后离心分离，保留上层清液，得到石墨烯分散液；

（2）、制备碳纤维-石墨烯复合结构

以碳纤维为工作电极，将碳纤维置于酸溶液中进行电催化氧化，得到活化碳纤维；

将活化碳纤维加入至石墨烯分散液中，然后进行电沉积得到碳纤维-石墨烯复合结构；

（3）、按照2.5:1的质量比称取硅溶胶和环氧树脂，混合分散，得到混合物A，将得到的碳纤维-石墨烯复合结构加入至2.5倍重量份的混合物A中，机械搅拌并超声处理，加入促进剂，续超声处理1.5h，得到所述碳纤维-石墨烯增强剂。

本实施例中提供一种降噪保温水泥砂浆的制备方法，包括如下步骤：

（1）、称取磷石膏，将其中1/3的磷石膏在168℃的温度条件下煅烧3h、陈化4天得到β半水石膏；将剩余2/3的磷石膏在350℃的温度条件下煅烧3~4h得到II型无水石膏；将β半水石膏和II型无水石膏混合得到建筑石膏；

（2）、称取普通硅酸盐水泥、碳纤维-石墨烯增强剂、可再分散乳胶粉、乙酸乙酯和水，混合后加入步骤（1）得到的建筑石膏，以250r/min 的转速搅拌45min，得到浆料，向浆料中加入剩余原料，以130r/min 的转速搅拌1.5h，得到所述降噪保温水泥砂浆。

参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种降噪保温水泥砂浆，其特征在于，包括以下份计的原料：

普通硅酸盐水泥75~95份、碳纤维-石墨烯增强剂45~55份、可再分散乳胶粉25~35份、乙酸乙酯25~35份、磷石膏25~35份、粉煤灰20~25份、增强颗粒组合物20~25份、聚氨酯15~20份、明胶15~20份、改性橡胶粉5~10份、脂肪胺5~10份、N-酰基肌氨酸盐5~10份、硫酸铝5~10份、憎水剂5~10份、三乙醇胺2~6份和水100~120份；

增强颗粒组合物：聚丙烯纤维10~15份、硅溶胶8~11份、膨胀珍珠岩4~7份、氟化钙4~7份、聚乙烯醇2~5份、硅酸钠2~5份、葡萄糖酸钠0.5~1.5份和纤维素醚0.5~1.5份。

2.根据权利要求1所述的降噪保温水泥砂浆，其特征在于，包括以下份计的原料：普通硅酸盐水泥80~90份、碳纤维-石墨烯增强剂47~52份、可再分散乳胶粉27~32份、乙酸乙酯27~32份、磷石膏27~32份、粉煤灰21~24份、增强颗粒组合物21~24份、聚氨酯17~19份、明胶17~19份、改性橡胶粉6~9份、脂肪胺6~9份、N-酰基肌氨酸盐6~9份、硫酸铝6~9份、憎水剂6~9份、三乙醇胺3~5份和水105~115份；

增强颗粒组合物：聚丙烯纤维11~14份、硅溶胶9~10份、膨胀珍珠岩5~6份、氟化钙5~6份、聚乙烯醇3~4份、硅酸钠3~4份、葡萄糖酸钠0.8~1.3份和纤维素醚0.8~1.3份。

3.根据权利要求1所述的降噪保温水泥砂浆，其特征在于，包括以下份计的原料：

普通硅酸盐水泥85份、碳纤维-石墨烯增强剂50份、可再分散乳胶粉30份、乙酸乙酯30份、磷石膏30份、粉煤灰22.5份、增强颗粒组合物22.5份、聚氨酯17.5份、明胶17.5份、改性橡胶粉7.5份、脂肪胺7.5份、N-酰基肌氨酸盐7.5份、硫酸铝7.5份、憎水剂7.5份、三乙醇胺4份和水110份；

增强颗粒组合物：聚丙烯纤维12.5份、硅溶胶10份、膨胀珍珠岩5.5份、氟化钙5.5份、聚乙烯醇3.5份、硅酸钠3.5份、葡萄糖酸钠1份和纤维素醚1份。

4.根据权利要求1所述的降噪保温水泥砂浆，其特征在于，所述改性橡胶粉包括以下份计的原料：橡胶粉21~23份、乙烯基三乙氧基硅烷10~14份、丙烯酸羟乙酯9~10份、过硫酸钾5~7份和水13~18份。

5.根据权利要求4所述的降噪保温水泥砂浆，其特征在于，所述改性橡胶粉的制备方法为：

按照配比称取乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、过硫酸钾和水，放入搅拌机内，以200~300r/min的转速边搅拌边加热，加热温度控制为45~50℃，加热时间控制为10~20min得到混合溶液，称取橡胶粉，将混合溶液均匀喷洒在橡胶粉的微粒表面，使橡胶粉湿润，静置3~5h，得到改性橡胶粉。

6.根据权利要求1所述的降噪保温水泥砂浆，其特征在于，所述憎水剂为硬脂酸钙或者有机硅改性粘土。

7.根据权利要求1所述的降噪保温水泥砂浆，其特征在于，所述碳纤维-石墨烯增强剂的制备方法为：

（1）、制备石墨烯分散液

将石墨粉和二甲基甲酰胺按照1g:1.1~1.5L的比例混合，控制温度为20~40℃、功率为200~300W超声处理20~50min，然后离心分离，保留上层清液，得到石墨烯分散液；

（2）、制备碳纤维-石墨烯复合结构

以碳纤维为工作电极，将碳纤维置于酸溶液中进行电催化氧化，得到活化碳纤维；

将活化碳纤维加入至石墨烯分散液中，然后进行电沉积得到碳纤维-石墨烯复合结构；

（3）、按照2~3:1的质量比称取硅溶胶和环氧树脂，混合分散，得到混合物A，将得到的碳纤维-石墨烯复合结构加入至2~3倍重量份的混合物A中，机械搅拌并超声处理，加入促进剂，续超声处理1～2h，得到所述碳纤维-石墨烯增强剂。

8.一种根据权利要求1~7任一项所述的降噪保温水泥砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）、称取磷石膏，将其中1/3的磷石膏在165~170℃的温度条件下煅烧2~4h、陈化4～5天得到β半水石膏；将剩余2/3的磷石膏在345～355℃的温度条件下煅烧3~4h得到II型无水石膏；将β半水石膏和II型无水石膏混合得到建筑石膏；

（2）、称取普通硅酸盐水泥、碳纤维-石墨烯增强剂、可再分散乳胶粉、乙酸乙酯和水，混合后加入步骤（1）得到的建筑石膏，以200~300r/min 的转速搅拌40~50min，得到浆料，向浆料中加入剩余原料，以100~150r/min 的转速搅拌1~2h，得到所述降噪保温水泥砂浆。