CN111205055A - 一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，其原材料按质量份数计，包括建筑石膏100份，水泥5～11份，玻化微珠70～80份，水200～250份，胶粘剂0.3～0.5份，保水剂0.5～0.8份，减水剂0.2～0.8份，缓凝剂0.1～0.4份，触变剂0.5～1.0份和聚合物纤维0.2～0.4份。本发明采用绿色建筑材料石膏作为基础胶凝材料配制用于建筑外墙内保温材料，适合机械喷涂工艺，抗流挂性好，其材质不仅轻质，而且抗压能力强，导热系数小。石膏是一种可循环使用、环境负荷小的绿色建材，且是不燃材料。

Description

一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏
技术领域
本发明属于建筑保温材料技术领域，涉及一种建筑外墙内保温用，适合机械喷涂工艺抗流挂性好的石膏。
背景技术
随着人民生活水平的提高，房屋建筑继续增加，2018年，城镇居民人均住房建筑面积39平方米，比1978年增加32.3平方米；农村居民人均住房建筑面积47.3平方米，比1978年增加39.2平方米。人们对建筑舒适性的要求越来越高,冬天室温由16℃、18℃提高到20℃甚至25℃；夏天室温由32℃降低至28℃,甚至24℃。采暖区也大大向南扩展,南方不少建筑也统一安装地暖。所以建筑能耗也随之大大增长。所以节能建筑也应该在建筑中合理使用和有效利用能源,采取相应的措施不断提高能源利用效率。
进一步随着节能建筑推广应用工作的深入，建筑外墙必须采取保温措施才能满足建筑节能的基本要求。建筑外墙保温分为外保温、内保温、自保温，外保温较适合以保温为主的地区，如我国北方；内保温较适合以隔热为主的地区，如我国南方。根据文献介绍,建筑物能源消耗中的30～50％是通过屋顶和围护结构损失的,所以有效地做好屋顶与围护结构的保温与隔热是建筑节能的关键环节，所以，保温材料的性能优劣是实现建筑节能的重要途径。
外墙内保温，目前主要有保温板材和保温浆料两种技术途径。保温板材中，无机板材存在的问题主要有其形状对日益增加的异性建筑适应性差、特别细小部位处理困难，有机板材则存在消防隐患。保温浆料，现阶段主要是采用水泥作为胶凝材料，水泥不仅生产能耗高、碳排放量大，水泥收缩厉害，产品存在易空鼓、开裂，凝结硬化慢施工工期较长等诸多缺点。
石膏基保温材，是由石膏和轻集料为主要原材料配制而成的保温材料。与水泥基保温材比较，石膏是一种可循环使用、环境负荷小的绿色建材，是一种不燃性材料，而且其微膨胀性有效避免开裂空鼓。
石膏基保温浆料用于建筑外墙内保温，存在几个关键问题：①石膏基保温浆料强度与密度的矛盾。目前轻质抹灰石膏的干密度都是1000Kg/m3，保温隔热性能差。一般来说强度越高，密度越大，从而导热系数越大，保温隔热性能越差。同种材料密度越小其隔热性能越好，同时，轻质材料不会造成建筑结构的额外负担。②保温隔热性与工作性的矛盾。一般来说保温隔热性越好则工作性越差特别是涂抹性越差。③可操作性与抗流挂性的矛盾，即搅拌后施工前良好可操作性与上墙后抗流挂性的矛盾。这对采用机器喷涂的工艺是一极大的瓶颈难点。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种建筑外墙内保温用，适合机械喷涂工艺抗流挂性好的保温石膏，其材质不仅轻质，而且抗压能力强，导热系数小。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1.一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，所述抗流挂机喷保温石膏的原材料按质量份数计，包括以下组分：建筑石膏100份，水泥5～11份，玻化微珠70～80份，水200～250份，胶粘剂0.3～0.5份，保水剂0.5～0.8份，减水剂0.2～0.8份，缓凝剂0.1～0.4份，触变剂0.5～1.0份和聚合物纤维0.2～0.4份。
进一步，所述建筑石膏粒径大小为45μm～145μm，且颗粒分布在45μm～80μm和80μm～145μm，二个区间的质量占比分别为35～40：60～65。
进一步，水泥为硫铝酸盐水泥，水泥粒径分布在<15μm和15μm～45μm，二个区间的质量占比分别为50～60：40～50。早强型硫铝酸盐水泥水化生成的C-S-H凝胶进一步起到骨架填充作用，密实硬化体结构，达到增强改性目的。
进一步，玻化微珠粒径颗粒分布在2mm～5mm、5mm～8mm，二个区间的质量占比分别为30～35：65～70。
本发明整体上将建筑石膏、以及玻化微珠轻集料进行颗粒级配优化，实现了混合料中粗细颗粒逐级有序填充，达到密实堆积状态，从而大幅减小浆料在标准工作稠度下的需水量，十分有益于强度增加，在保证石膏基浆料最后能达到密度400kg/m3轻质级的性能下，还能有良好的强度。玻化微珠的大小，不仅同建筑石膏和水泥基质进行颗粒级配，也涉及到后续设计施工厚度问题。
进一步，胶粘剂为白色粉末状的聚乙烯醇PVA胶粉。
进一步，保水剂为羟乙基甲基纤维素醚和羟丙基甲基纤维素醚。
进一步，羟乙基甲基纤维素醚和羟丙基甲基纤维素醚质量比为1:1；保水剂结合聚乙烯醇PVA胶粉配合其他成分提高保温石膏基浆料工作性和可操作性。
进一步，减水剂为粉末状磺化三聚氰胺系减水剂；磺化三聚氰胺减水剂进一步减小浆体达到标准工作稠度时所需的用水量，从而提高硬化体致密性，结合硫铝酸盐水泥起到显著的增强改性作用。
进一步，缓凝剂为柠檬酸与骨胶蛋白质按质量比1：4混合而成；柠檬酸与骨胶蛋白质两种缓凝剂按质量比1：4复配，即具有良好的缓凝效果，同时避免了强度的过度损失。
进一步，触变剂为硅酸镁铝、复合离子聚丙烯酰胺和三甲基硅基淀粉醚，按质量比1:2:1混合而成。为了保障大量玻化微珠加入不影响石膏基浆料的强度，加入早强型硫铝酸盐水泥、磺化三聚氢胺减水剂、柠檬酸与骨胶蛋白质复合缓凝等进行复合增强。同时硅酸镁铝、复合离子聚丙烯酰胺和三甲基硅基淀粉醚的组合也提高触变性，通过大量的反复试验证明硅酸镁铝、复合离子聚丙烯酰胺和三甲基硅基淀粉醚按质量比1:2:1复配时，获得较好抗流挂性(流挂距离小于3mm、平整度小于3mm)，所以本发明的石膏基浆料特别适合机械喷涂工艺。
本发明的有益效果在于：本发明采用绿色建筑材料石膏作为基础胶凝材料配制用于建筑外墙内保温材料，并就其施工性(如机喷性和抗流挂性)差、密度大和强度低等难题。首先利用石膏是一种可循环使用、环境负荷小的绿色建材，且是不燃材料。其次采用硅酸镁铝、复合离子聚丙烯酰胺、三甲基硅基淀粉醚改变触变性，和羟乙基纤维素醚、羟丙基纤维素醚、聚乙烯醇胶粉改变工作性，采用石膏、轻集料组分与水泥各组分自身间级配优化结合不同组分颗粒再互相级配优化，并与早强型硫铝酸盐水泥、磺化三聚氢胺减水剂、柠檬酸与骨胶蛋白质复合缓凝等复合增强措施提高强度，配制出低密度400kg/m3级保温石膏基础上既具有优异的保温性能，可大幅降低建筑物运行能耗，同时又拥有较高的强度。所以本发明的石膏基浆料具有较好抗流挂性(流挂距离小于3mm、平整度小于3mm)，特别适合机械喷涂工艺。避免了现有技术方案中水泥的生产能耗高、碳排放量大，产品易空鼓开裂凝结硬化慢工期长等诸多缺点。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
本发明一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，包括下述质量份配比的原料制成：建筑石膏100份，水泥5～11份，玻化微珠70～80份，水200～250份，胶粘剂0.3～0.5份，保水剂0.5～0.8份，减水剂0.2～0.8份，缓凝剂0.1～0.4份，触变剂0.5～1.0份，聚合物纤维0.2～0.4份。
优选的，本发明中建筑石膏粒径大小为45μm～145μm，且颗粒分布在45μm～80μm、80μm～145μm，二个区间的质量占比分别为35～40：60～65。
优选的，水泥为42.5级硫铝酸盐水泥，粒径小于45μm，且颗粒分布在<15μm、15μm～45μm，二个区间的质量占比分别为50～60：40～50。
优选的，玻化微珠粒径大小为2mm～8μm，且颗粒分布在2mm～5mm、5mm～8mm二个区间的质量占比分别为30～35：65～70。
水采用普通自来水；
优选的，胶粘剂为白色粉末状的聚乙烯醇PVA胶粉；
优选的，保水剂为羟乙基甲基纤维素醚HEMC与羟丙基甲基纤维素醚HPMC按质量比1:1混合而成；
优选的，减水剂为粉末状磺化三聚氰胺系减水剂；
优选的，缓凝剂为柠檬酸与骨胶蛋白质按质量比1：4混合而成；
优选的，触变剂为酸镁铝、复合离子聚丙烯酰胺、三甲基硅基淀粉醚按质量比1:2:1混合而成；
优选的，聚合物纤维为直径为15μm，长度为4mm的聚丙烯纤维。
本发明采取复合增强措施，整体上将建筑石膏、以及玻化微珠轻集料进行颗粒级配优化，实现了混合料中粗细颗粒逐级有序填充，达到密实堆积状态，从而大幅减小浆料在标准工作稠度下的需水量，十分有益于强度增加，在保证石膏基浆料最后能达到密度400kg/m3轻质级的性能下，还能有良好的强度。为了保障大量玻化微珠加入不影响石膏基浆料的强度，加入早强型硫铝酸盐水泥、磺化三聚氢胺减水剂、柠檬酸与骨胶蛋白质复合缓凝等进行复合增强。同时硅酸镁铝、复合离子聚丙烯酰胺和三甲基硅基淀粉醚的组合也提高触变性，通过大量的反复试验证明硅酸镁铝、复合离子聚丙烯酰胺和三甲基硅基淀粉醚按质量比1:2:1复配时，获得较好抗流挂性(流挂距离小于3mm、平整度小于3mm)，所以本发明的石膏基浆料特别适合机械喷涂工艺。玻化微珠的大小，不仅同建筑石膏和水泥基质进行颗粒级配，也涉及到后续设计施工厚度问题。早强型硫铝酸盐水泥水化生成的C-S-H凝胶进一步起到骨架填充作用，密实硬化体结构，达到增强改性目的；磺化三聚氰胺减水剂进一步减小浆体达到标准工作稠度时所需的用水量，从而提高硬化体致密性，结合硫铝酸盐水泥起到显著的增强改性作用；柠檬酸与骨胶蛋白质两种缓凝剂按质量比1：4复配，即具有良好的缓凝效果，同时避免了强度的过度损失。保水剂为羟乙基甲基纤维素醚HEMC与羟丙基甲基纤维素醚HPMC按质量比1:1配比，结合聚乙烯醇PVA胶粉配合其他成分提高保温石膏基浆料工作性和可操作性。
实施例1
以制备本发明一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏所用建筑石膏100kg为例，所用原料及其质量如下：
Figure BDA0002368475030000041
Figure BDA0002368475030000051
其中，上述的建筑石膏粒径大小为45μm～145μm，，且颗粒分布在45μm～80μm、80μm～145μm二个区间，二者的质量占比分别为40：60；水泥为42.5级硫铝酸盐水泥，粒径小于45μm，且颗粒分布在<15μm、15μm～45μm二个区间，二者的质量占比分别为60：40。玻化微珠粒径大小为2mm～8mm，且颗粒分布在2mm～5mm、5mm～8mm二个区间的质量占比分别为35：65。水采用普通自来水。胶粘剂为白色粉末状的聚乙烯醇PVA胶粉。保水剂为羟乙基纤维素醚HEMC与羟丙基纤维素醚HPMC按质量比1:1混合而成。减水剂为粉末状磺化三聚氰胺系减水剂。触变剂为硅酸镁铝、复合离子聚丙烯酰胺、三甲基硅基淀粉醚按质量比1:2:1混合。缓凝剂为柠檬酸与骨胶蛋白质按质量比1：4混合而成。聚合物纤维为直径为15μm，长度为4mm的聚丙烯纤维。
实施例2
以制备本发明一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏所用建筑石膏100kg为例，所用原料及其质量如下：
Figure BDA0002368475030000052
上述原材料的规格与实施例1相同。
实施例3
以制备本发明一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏所用建筑石膏100kg为例，所用原材料及其质量如下：
Figure BDA0002368475030000061
其中，上述的建筑石膏粒径大小为45μm～145μm，，且颗粒分布在45μm～80μm、80μm～145μm二个区间，二者的质量占比分别为36：64；水泥为42.5级硫铝酸盐水泥，粒径小于45μm，且颗粒分布在<15μm、15μm～45μm二个区间，二者的质量占比分别为50：50。玻化微珠粒径大小为2mm～8mm，且颗粒分布在2mm～5mm、5mm～8mm二个区间的质量占比分别为30：70。水采用普通自来水。胶粘剂为白色粉末状的聚乙烯醇PVA胶粉。保水剂为羟乙基纤维素醚HEMC与羟丙基纤维素醚HPMC按质量比1:1混合而成。减水剂为粉末状磺化三聚氰胺系减水剂。缓凝剂为柠檬酸与骨胶蛋白质按质量比1：4混合而成。聚合物纤维为直径为15μm，长度为4mm的聚丙烯纤维。
实施例4
以制备本发明一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏所用建筑石膏100kg为例，，所用原材料及其质量如下：
Figure BDA0002368475030000062
Figure BDA0002368475030000071
上述原材料的规格与实施例3相同。
对比例1
以制备一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏所用建筑石膏100kg为例，所用原材料及其质量如下：
Figure BDA0002368475030000072
其中，上述的建筑石膏粒径大小为45μm～145μm，，且颗粒分布在45μm～80μm、80μm～145μm二个区间，二者的质量占比分别为40：60；水泥为42.5级硫铝酸盐水泥，粒径小于45μm，且颗粒分布在<15μm、15μm～45μm二个区间，二者的质量占比分别为55：45。玻化微珠粒径大小为2mm～8mm，且颗粒分布在2mm～5mm、5mm～8mm二个区间的质量占比分别为30：70。其余原材料规格同实施例1.
对比例2
以制备一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏所用建筑石膏100kg为例，所用原材料及其质量如下：
Figure BDA0002368475030000073
Figure BDA0002368475030000081
上述原材料的规格与实施例1相同。
对比例3
以制备一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏所用建筑石膏100kg为例，所用原材料及其质量如下：
Figure BDA0002368475030000082
其中，上述的建筑石膏粒径大小为80μm～145μm；水泥为42.5级硫铝酸盐水泥，粒径为<15μm。玻化微珠粒径大小为2mm～5mm。其余原材料规格同实施例1。
为了确定本发明保温石膏的性能，将各实施例及对比例的成品进行了大量的试验测试，结果如表1所示。
表1一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏物理力学性能
Figure BDA0002368475030000083
Figure BDA0002368475030000091
由表1可知，本发明的保温石膏在保证抗压强度下，体积密度与导热系数较小，因此保温效果将得到显著改善，大幅降低建筑物的运行能耗，提高能源使用效率；同时又具有较高的强度，且材料燃烧性能为不燃(A级)。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，其特征在于，所述抗流挂机喷保温石膏的原材料按质量份数计，包括以下组分：建筑石膏100份，水泥5～11份，玻化微珠70～80份，水200～250份，胶粘剂0.3～0.5份，保水剂0.5～0.8份，减水剂0.2～0.8份，缓凝剂0.1～0.4份，触变剂0.5～1.0份和聚合物纤维0.2～0.4份。
2.根据权利要求1所述的建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，其特征在于，所述建筑石膏粒径大小为45μm～145μm，且颗粒分布在45μm～80μm和80μm～145μm，二个区间的质量占比分别为35～40：60～65。
3.根据权利要求1所述的建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，其特征在于，水泥为硫铝酸盐水泥，水泥粒径分布在<15μm和15μm～45μm，二个区间的质量占比分别为50～60：40～50。
4.根据权利要求1所述的建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，其特征在于，玻化微珠粒径颗粒分布在2mm～5mm、5mm～8mm，二个区间的质量占比分别为30～35：65～70。
5.根据权利要求1所述的建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，其特征在于，胶粘剂为白色粉末状的聚乙烯醇PVA胶粉。
6.根据权利要求1所述的建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，其特征在于，保水剂为羟乙基甲基纤维素醚和羟丙基甲基纤维素醚。
7.根据权利要求6所述的建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，其特征在于，羟乙基甲基纤维素醚和羟丙基甲基纤维素醚质量比为1:1。
8.根据权利要求1所述的建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，其特征在于，减水剂为粉末状磺化三聚氰胺系减水剂。
9.根据权利要求1所述的建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，其特征在于，缓凝剂为柠檬酸与骨胶蛋白质按质量比1：4混合而成。
10.根据权利要求1所述的建筑外墙内保温用抗流挂机喷保温石膏，其特征在于，触变剂为硅酸镁铝、复合离子聚丙烯酰胺和三甲基硅基淀粉醚，按质量比1:2:1混合而成。
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