CN110981362A - 一种抹面砂浆及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抹面砂浆及其应用，所述抹面砂浆包括如下组分：聚丙烯纤维、气凝胶、胶粉、胶黏剂和助剂；所述聚丙烯纤维的长度为3～6mm，且所述聚丙烯纤维的质量占抹面砂浆总质量的0.4～0.8％。本发明提供的抹面砂浆在夏季高温(30～40℃)下表干慢，可操作时间长，施工效率高，与基料的粘结强度较高，施工厚度可达到5～10mm且无可见裂纹，同时具有优异的防水性能。

Description

一种抹面砂浆及其应用
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种抹面砂浆及其应用。
背景技术
目前，传统的抹面砂浆存在众多诟病：1、夏季砂浆表面干燥快(5-10min)，应用开放时间短，影响施工性和粘结性，且防水效果差，容易与基层虚粘、假粘，存在空鼓、开裂、脱落风险；2、水泥含量高，固化过程中有着较高的收缩率，用于墙体抹面易开裂从而产生返工，难以满足工程耐久性和施工效率的要求，造成建筑饰面很大安全隐患。
针对上述问题，现有技术中的处理方法是：优化各组分的含量(如：添加聚丙烯纤维、胶粉含量)，但在改善收缩率和抗开裂问题的技术上，使用厚度有一定局限性，尤其是在基层平整度差、砂浆厚度超出5mm就会出现表面开裂现象。
目前，市场上的抹面砂浆，主要为单组份抹面砂浆、双组份抹面砂浆。单组份抹面砂浆为干粉砂浆，加水搅拌即可使用，该类砂浆可在保温系统里应用做抹面砂浆，砂浆抹灰厚度为2-5mm，易出现反复开裂，超出5mm会出现开裂，而差的砂浆超过3mm即开裂，影响后道工序施工，造成返工，且产生安全隐患。双组份抹面砂浆为A组分(粉料)和B组分(液料)两种合成组分，混合均匀后即可使用，该类砂浆固化较快，尤其在高温状态下，可操作时间一般为30分钟，影响施工效率，且施工厚度超过3mm，就会出现裂纹。
CN109942247A公开了一种外墙用抹面砂浆，按重量计，包括如下组分：水泥300～350份，砂料200～345份，粉煤灰100～150份，羟丙基甲基纤维素2～3份，可再分散乳胶粉20～28份，早强剂3～4.5份，该发明通过羟丙基甲基纤维素和可再分散乳胶粉的混合使用使得分子之间的引力增大，从而有利于增大抹面砂浆的粘结力，再配合早强剂的使用，能得到粘结力强，柔韧性好的抹面砂浆，但是该发明提供的抹面砂浆在夏季高温条件下的表干时间短，可操作性时间短。
CN108558285A开了一种抗裂保温抹面砂浆，按重量份数计，依次称取40～70份水泥，70～100份砂，10～20份可再分散乳胶粉，12～18份改性纤维，8～15份粉煤灰，10～15份添加剂，80～100份水和5～12份乙二胺，将水泥与水混合于混料机中，并向混合料机中依次加入砂，可再分散乳胶粉，粉煤灰，改性纤维，乙二胺和添加剂，于温度为45～65℃，转速为300～400r/min的条件下搅拌混合30～40min后，得到抗裂保温抹面砂浆。该发明制备的抗裂保温抹面砂浆具有优异的抗裂性能，同时具有较好的保温能力，但是在施工厚度较高的时候，仍然存在易开裂的问题，且防水性能有待改善。
CN109912284A公开了一种抹面砂浆配方，包括水泥30～80份，砂20～50份，石灰5～30份，硫铝酸盐砂粉5～25份，萘磺酸盐甲醛缩合物2～20份，抹面瑞赛胶粉1～5份，木质纤维1～5份，纤维素醚填充剂1～3份。该发明通过其配方，制作的抹面砂浆在抹面的过程中，凝结块，强度高，砂浆质地均匀，抹面速度快，大大提高了工作质量和效率。但是高温操作表干快，粘结强度低，易开裂。
因此，开发出一种砂浆表皮干燥慢、开放时间长、防水效果好、具有一定施工厚度、不易开裂、粘结强度高的抹面砂浆很有必要。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种抹面砂浆，所述抹面砂浆施工厚度高、表干慢、高温可操作性时间长、抗开裂性好、防水效果，且具有较高的粘结强度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种抹面砂浆，所述抹面砂浆包括如下组分：聚丙烯(PP)纤维、气凝胶、胶粉、胶黏剂和助剂；
所述聚丙烯纤维的长度为3～6mm，例如3.2mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、5.8mm等，且所述聚丙烯纤维的质量占抹面砂浆总质量的0.4～0.8％，例如0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％等。
本发明提供了一种新型的抹面砂浆，同时采用长度为3～6mm的PP纤维与气凝胶，PP纤维能够更好的包裹住气凝胶，使早期的水化充分，并有效限制了砂浆干燥过程中应力集中现象，收缩率低，夏季高温(30～40℃)下砂浆表干慢，可操作时间长，施工效率高，与基料的粘结强度较高，施工厚度可达到5～10mm且无可见裂纹，同时具有优异的防水性能。
此外，本发明还对PP纤维的含量进行了特定的选择，PP纤维用量过少抗开裂效果较差，过多易出现生产过程中结团、分散不开现象，在0.4～0.8％范围内，能够最大程度的平衡上述两种性能。
优选地，所述聚丙烯纤维包括聚丙烯纤维A和聚丙烯纤维B，且所述聚丙烯纤维A的长度为3mm，聚丙烯纤维B的长度为6mm。
本发明优选两种特定长度的PP纤维，使其在砂浆基体中呈三维乱象分布，阻止毛细孔中水分的蒸发溢出的通道，抑制水分的流出，因水分蒸发引起的毛细孔张力减小，从而砂浆收缩降低，能够进一步提升防开裂性能、表干时间、粘结强度以及耐水性能。
优选地，所述聚丙烯纤维A和聚丙烯纤维B的质量比为(1～5):1，例如1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1等。
进一步优选两种PP纤维的比例，进行级配使用，长短纤维犹如一根根“小钢筋”，在远近、不同方向紧密连接，有效提高了抗裂性能、表干时间、粘结强度以及耐水性。
优选地，所述聚丙烯纤维包括聚丙烯单丝纤维。
优选地，所述聚丙烯纤维的耐碱性能≥95％，例如96％、97％、98％、99％等。
耐碱性能具体详见GB/T 21120-2018《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》。
优选地，所述气凝胶的质量占抹面砂浆总质量的5～8％，例如5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％等。
本发明优选气凝胶的含量为5～8％，在该范围内，能够进一步提高抹面砂浆的表干时间以及粘结强度，含量过低会导致表干时间降低，可操作性时间降低，含量过高，会导致粘结强度下降。
优选地，所述气凝胶包括二氧化硅气凝胶。
优选地，所述二氧化硅气凝胶的纯度≥99％。
优选地，所述二氧化硅气凝胶的密度为100～150kg/m3，例如110kg/m3、120kg/m3、130kg/m3、140kg/m3、145kg/m3等。
优选地，所述气凝胶包括憎水性气凝胶。
优选地，所述胶粉包括可再分散性乳胶粉。
优选地，所述胶黏剂包括水泥。
优选地，所述水泥包括普通硅酸盐水泥。
《GB175-2007》规定：由硅酸盐水泥熟料、5％～20％的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。
优选地，所述水泥的强度等级为42.5级。
水泥的强度等级，指在标准条件下养护28天所达到的抗压强度。水泥的强度等级，硅酸盐水泥分为三个等级6个类型，42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R，普通硅酸盐水泥分为两个等级4个类型，42.5、42.5R、52.5、52.5R，其他四大水泥分3个等级6个类型。
优选地，所述助剂包括增稠剂、减缩剂和缓凝剂中的任意一种或至少两种组合，优选增稠剂和/或缓凝剂。
优选地，所述增稠剂包括纤维素醚。
本发明优选在配方中加入纤维素醚，与PP纤维复合，更加充分的包裹住气凝胶，使早期水化更加充分，从而进一步提高砂浆的抗开裂性能、表干时间、粘结强度和防水性能。
优选地，所述纤维素醚包括羟丙基甲基纤维素醚和/或羟乙基甲基纤维素醚。
优选地，所述缓凝剂包括酒石酸钾钠、葡萄糖酸盐或木质磺酸盐中的任意一种或至少两种组合，优选酒石酸钾钠。
本发明优选加入缓凝剂，其与气凝胶保温材料都属于高效能的耐高温材料，两者配合使用，更大程度的提高了砂浆的抗开裂性能、表干时间、粘结强度和耐水性。
优选地，所述减缩剂包括聚羧酸系、氨基磺酸盐或萘系中的任意一种或至少两种组合，优选聚羧酸系。
优选地，所述减缩剂的粘度为80～120厘泊，例如85厘泊、90厘泊、95厘泊、100厘泊、105厘泊、110厘泊、115厘泊等。
优选地，所述抹面砂浆中还包括砂粒，优选矿砂。
优选地，所述砂粒包括砂粒C和砂粒D的组合，且所述砂粒C的目数为60～100目，例如70目、80目、90目等，所述砂粒D的目数为80～120目，例如90目、100目、110目等。
优选地，所述砂粒C和砂粒D的质量比为(2～4.5):1，例如2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.2:1等。
优选地，所述砂粒包括质量比为(2～4.5):1砂粒C和砂粒D的组合，所述砂粒C的目数为60～100目，所述砂粒D的目数为80～120目。
本发明优选不同目数的砂粒按照特定比例进行级配混合，增加了砂浆的密实度，从而能够进一步提高砂粒粘结强度。
优选地，所述抹面砂浆中还包括填料。
优选地，所述填料包括重钙。
优选地，所述填料的目数为180～220目，例如190目、200目、210目等，优选200目。
优选地，所述抹面砂浆包括如下组分：聚丙烯纤维A、聚丙烯纤维B、气凝胶、胶粉、胶黏剂、增稠剂、减缩剂、缓凝剂、砂粒C、砂粒D和填料。
优选地，以抹面砂浆的总质量为100重量份计，所述抹面砂浆按照重量份数包括如下组分：
Figure BDA0002336354300000061
Figure BDA0002336354300000071
胶黏剂的含量为30～45重量份，例如31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份、39重量份、40重量份、41重量份、42重量份、43重量份、44重量份等；
砂粒C的含量为30～45重量份，例如31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份、39重量份、40重量份、41重量份、42重量份、43重量份、44重量份等；
砂粒D的含量为10～15重量份，例如11重量份、12重量份、13重量份、14重量份等；
填料的含量为5～10重量份，例如6重量份、7重量份、8重量份、9重量份等；
增稠剂的含量为0.2～0.4重量份，例如0.22重量份、0.25重量份、0.28重量份、0.3重量份、0.32重量份、0.35重量份、0.38重量份等；
聚丙烯纤维A的含量为0.3～0.5重量份，例如0.32重量份、0.34重量份、0.36重量份、0.38重量份、0.4重量份、0.42重量份、0.44重量份、0.46重量份、0.48重量份等；
聚丙烯纤维B的含量为0.1～0.3重量份，例如0.12重量份、0.14重量份、0.16重量份、0.18重量份、0.2重量份、0.22重量份、0.24重量份、0.26重量份、0.28重量份等；
胶粉的含量为1.8-2.5重量份，例如1.9重量份、2重量份、2.1重量份、2.2重量份、2.3重量份、2.4重量份等；
减缩剂的含量为0.2～0.5重量份，例如0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份等；
气凝胶的含量为5～8重量份，例如5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份等；
缓凝剂的含量为0.1～0.3重量份，例如0.12重量份、0.14重量份、0.16重量份、0.18重量份、0.2重量份、0.22重量份、0.24重量份、0.26重量份、0.28重量份等。
本发明提供的抹面砂浆的制备方法如下：
(1)将配方量的聚丙烯纤维、气凝胶、胶粉、胶黏剂和助剂充分搅拌混合；
(2)搅拌10分钟后进行取样送检，合格后进行包装入库。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的抹面砂浆的应用，所述抹面砂浆用于涂覆水泥基材或保温板。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种新型的抹面砂浆，同时采用长度为3～6mm的PP纤维与气凝胶，PP纤维能够更好的包裹住气凝胶，使早期的水化充分，并有效限制了砂浆干燥过程中应力集中现象，收缩率低，夏季高温(30-40℃)下砂浆表干慢，可操作时间长，施工效率高，与基料的粘结强度较高，施工厚度可达到5～10mm且无可见裂纹，同时具有优异的防水性能。
此外，本发明还对PP纤维的含量进行了特定的选择，PP纤维用量过少抗开裂效果较差，过多易出现生产过程中结团、分散不开现象，在0.4～0.8％范围内，能够最大程度的平衡上述两种性能。
本发明的抹面砂浆在40℃的表干时间为5～12min，可操作时间为1～2.0h，与水泥砂浆的粘结强度为0.5～0.9MPa，与模塑板的粘结强度为0.09～0.18MPa，压折比为2.0～3.0，吸水量为230～269g/m2，且可以达到施工厚度为10nm无可见裂纹的效果。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1～14、对比例1～5分别提供一种抹面砂浆，具体配方详见表1。
表1
Figure BDA0002336354300000091
Figure BDA0002336354300000101
表1中，——代表不添加对应物质，各组分的详细信息如下：
水泥：购于上海海螺，商品号为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。
砂粒C：矿砂，目数为80目。
砂粒D：矿砂，目数为100目。
重钙：重质碳酸钙，目数为200目。
纤维素醚：购于上海赫达，商品号为75HD100000。
PP纤维A：购于河北瑞鑫，长度为3mm。
PP纤维B：购于河北瑞鑫，长度为6mm。
PP纤维E：购于河北瑞鑫，长度为2mm。
PP纤维F：购于河北瑞鑫，商品号为9mm。
胶粉：购于迈图，商品号为8029。
减缩剂：聚羧酸系减水型减缩剂，购于广州漠克，商品号为MT-3610。
气凝胶：二氧化硅粉末，纯度≥99％，密度为120kg/m3。
缓凝剂：工业级酒石酸。
性能测试
根据GB/T 29906-2013、JG/T 157-2009标准进行性能测试；
不透水性测试中，√代表符合要求，×代表不符合要求；
干燥抗裂性测试中，○代表无可见裂纹，□代表局部裂纹，△代表大面积裂纹。
结果如表2所示。
表2
Figure BDA0002336354300000102
Figure BDA0002336354300000111
Figure BDA0002336354300000121
由表2可知，本发明提供的抹面砂浆表干时间长、粘结强度高，同时具有优异的抗开裂性能和耐水性，在40℃的表干时间为5～12min，可操作时间为1～2.0h，与水泥砂浆的粘结强度为0.5～0.9MPa，与模塑板的粘结强度为0.09～0.18MPa，压折比为2.0～3.0，吸水量为230～269g/m2，且可以达到施工厚度为10nm无可见裂纹的效果。
对比例1中PP纤维含量为0.3％，与实施例相比，其表干时间、粘结强度、抗开裂性能和耐水性综合性能下降。
对比例2中PP纤维的含量为1％，虽然也具有良好的抗开裂性能，但是观察砂浆外观发现分散不均匀，有结团现象，不利于实际应用。
对比例3和4与实施例2的区别在于PP纤维的长度分别为2mm和9mm，两者的表干时间、粘结强度、抗开裂性能和耐水性综合性能相较于实施例2均下降。
对比例5与实施例2的区别在于没有添加气凝胶，其表干时间、粘结强度、抗开裂性能和耐水性综合性能相较于实施例2均下降。
上述结果证明，在本发明中，PP纤维的长度、含量以及气凝胶的加入起到至关重要的作用。
实施例4和5中气凝胶的含量分别为4.5％和10％，超出本发明优选的5～8％，数据显示，含量过低(实施例4)导致表干时间降低，含量过高(实施例5)导致粘结性能降低。
实施例6与实施例3相比，只添加一种PP纤维，其表干时间、粘结强度、抗开裂性能和耐水性综合性能变差，由此证明，本发明中3mm和6mm的PP纤维协同作用，能够进一步提升砂浆的上述性能。
实施例7～10与实施例2相比，改变了PP纤维A和PP纤维B的比例，结果显示，当两者的比例在(1～5):1的范围之内时(实施例2、7、8)，能够进一步提升表干时间、粘结强度、抗开裂性能和耐水性综合性能，超出该比例范围(实施例9和10)效果变差。
实施例11与实施例1相比，没有加入纤维素醚，其表干时间、粘结强度、抗开裂性能和耐水性综合性能变差，这是由于纤维素醚能够与PP纤维协同作用，共同包裹气凝胶，进而提高上述性能。
实施例12与实施例1相比，没有加入缓凝剂，其表干时间、粘结强度、抗开裂性能和耐水性综合性能变差，这是由于缓凝剂与气凝胶协同增效，能够进一步提升上述性能。
实施例13～14与实施例3的区别在于改变了砂粒C和D的级配，实施例13仅使用一种规格的砂粒，实施例14中两种砂粒的比例不在(2～4.5):1范围之内，两者的粘结强度均下降，由此证明，在本发明优选的级配条件之内(实施例3)，能够进一步的提高砂浆的粘结强度。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种抹面砂浆，其特征在于，所述抹面砂浆包括如下组分：聚丙烯纤维、气凝胶、胶粉、胶黏剂和助剂；
所述聚丙烯纤维的长度为3～6mm，且所述聚丙烯纤维的质量占抹面砂浆总质量的0.4～0.8％。
2.根据权利要求1所述的抹面砂浆，其特征在于，所述聚丙烯纤维包括聚丙烯纤维A和聚丙烯纤维B，且所述聚丙烯纤维A的长度为3mm，聚丙烯纤维B的长度为6mm；
优选地，所述聚丙烯纤维A和聚丙烯纤维B的质量比为(1～5):1；
优选地，所述聚丙烯纤维包括聚丙烯单丝纤维。
3.根据权利要求1所述的抹面砂浆，其特征在于，所述气凝胶的质量占抹面砂浆总质量的5～8％；
优选地，所述气凝胶包括二氧化硅气凝胶；
优选地，所述二氧化硅气凝胶的纯度≥99％；
优选地，所述二氧化硅气凝胶的密度为100～150kg/m3；
优选地，所述气凝胶包括憎水性气凝胶。
4.根据权利要求1所述的抹面砂浆，其特征在于，所述胶粉包括可再分散性乳胶粉。
5.根据权利要求1所述的抹面砂浆，其特征在于，所述胶黏剂包括水泥；
优选地，所述水泥包括普通硅酸盐水泥；
优选地，所述水泥的强度等级为42.5级。
6.根据权利要求1所述的抹面砂浆，其特征在于，所述助剂包括增稠剂、减缩剂和缓凝剂中的任意一种或至少两种组合，优选增稠剂和/或缓凝剂；
优选地，所述增稠剂包括纤维素醚；
优选地，所述纤维素醚包括羟丙基甲基纤维素醚和/或羟乙基甲基纤维素醚；
优选地，所述缓凝剂包括酒石酸钾钠、葡萄糖酸盐或木质磺酸盐中的任意一种或至少两种组合，优选酒石酸钾钠；
优选地，所述减缩剂包括聚羧酸系、氨基磺酸盐或萘系中的任意一种或至少两种组合，优选聚羧酸系；
优选地，所述减缩剂的粘度为80～120厘泊。
7.根据权利要求1所述的抹面砂浆，其特征在于，所述抹面砂浆中还包括砂粒，优选矿砂；
优选地，所述砂粒包括砂粒C和砂粒D的组合，且所述砂粒C的目数为60～100目，所述砂粒D的目数为80～120目；
优选地，所述砂粒C和砂粒D的质量比为(2～4.5):1；
优选地，所述砂粒包括质量比为(2～4.5):1砂粒C和砂粒D的组合，所述砂粒C的目数为60～100目，所述砂粒D的目数为80～120目。
8.根据权利要求1所述的抹面砂浆，其特征在于，所述抹面砂浆中还包括填料；
优选地，所述填料包括重钙；
优选地，所述填料的目数为180～220目，优选200目。
9.根据权利要求1所述的抹面砂浆，其特征在于，所述抹面砂浆包括如下组分：聚丙烯纤维A、聚丙烯纤维B、气凝胶、胶粉、胶黏剂、增稠剂、减缩剂、缓凝剂、砂粒C、砂粒D和填料；
优选地，以抹面砂浆的总质量为100重量份计，所述抹面砂浆按照重量份数包括如下组分：
Figure FDA0002336354290000031
10.一种根据权利要求1～9中任一项所述的抹面砂浆的应用，其特征在于，所述抹面砂浆用于涂覆水泥基材或保温板。
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