CN111377669A - 一种环保无色差的墙面水泥砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种环保无色差的墙面水泥砂浆，按重量比包括如下组分：水泥20‑30％、胶粉2‑4％、减水剂0.1‑0.2％、硫酸钠0.01‑0.2％、火山灰7‑12％、钙粉2‑7％、二氧化硅气凝胶2‑5％、色浆10‑15％、氧化铝1‑7％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。本发明的环保无色差的墙面水泥砂浆相比同类水泥砂浆干燥时间更快、无收缩、变形系数小，抗弯强度、抗拉强度和抗折强度更强，适应性更强。

Description

一种环保无色差的墙面水泥砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种环保无色差的墙面水泥砂浆及其制备方法。
背景技术
目前，我国正处于大规模基础建设时期，高层、大跨度建筑及桥梁、水工等混凝土工程日益增多。水泥砂浆是指由胶结料(有机的、无机的或有机无机复合的)、颗粒状集料、水以及需要加入的化学外加剂和矿物掺合料按适当比例拌制而成的混合料，或经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料(普通是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料，需要时掺入外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合。混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。混凝土是一种充满生命力的建筑材料。
随着水泥砂浆组成材料的不断发展，人们对材料复合技术认识不断提高。对混凝土的性能要求不仅仅局限于抗压强度，而是在立足强度的基础上，更加注重混凝土的耐久性、变形性能等综合指标的平衡和协调。混凝土各项性能指标的要求比以前更明确、细化和具体。通常水泥砂浆。目前水泥砂浆中主要通过加入色浆来调节颜色，色浆是利用不同的颜料，通过对颜料表面处理、表面包裹等技术，经过严密的加工工艺研制而成，色浆分为合成树脂色浆与无树脂色浆，无树脂色浆制浆过程中不添加研磨树脂，采用分散剂及溶剂(或水)直接研磨颜料，可适用于几乎所有的水泥体系。
近年来，随着涂料水性化的发展，水性色浆在建筑中的调色应用越来越广泛。但由于水性色浆在贮存和与水泥砂浆混合使用过程中，常常会出现色相变差、色强度减小、颜料颗粒絮凝、返粗、体系分水等问题，导致最终砂浆色色度不匀，色差大造成重大损失。因此，提高水性色浆的贮存稳定性以及与水泥砂浆体系的相容性具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提出一种环保无色差的墙面水泥砂浆及其制备方法，制得的环保无色差的墙面水泥砂浆无辐射、无VOC释放，不消耗资源、不消耗能源、不污染环境，长时间使用不会出现色差，色彩可以根据不同的无机颜料组合随意配制，实现定制化生产。
本发明在研发过程中，技术人员发现水泥砂浆的色度不均、色差问题主要体现在水性色浆在贮存和与水泥砂浆混合使用过程中，常常会出现色相变差、色强度减小、颜料颗粒絮凝、返粗、体系分水等问题，其主要原因为色浆的稳定性较差，通过实验意外发现，在色浆中添加本发明配置的润湿剂，包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为(1-2)：1：(5-10)：(2-7)，同时，按照本发明中提及的添加顺序后，在合适的无机颜料含量下，制得的水性色浆具有与水泥砂浆体系混合相容性好，贮存稳定性佳，7天后测定颜料粒子的沉降率低于7.2％，从而有效解决了色浆稳定性差的问题，降低了水泥砂浆存在色差、色度不均等问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种环保无色差的墙面水泥砂浆，按重量比包括如下组分：水泥20-30％、胶粉2-4％、减水剂0.1-0.2％、硫酸钠0.01-0.2％、火山灰7-12％、钙粉2-7％、二氧化硅气凝胶2-5％、色浆10-15％、氧化铝1-7％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
作为本发明的进一步改进，按重量比包括如下组分：水泥22-28％、胶粉2.5-3.5％、减水剂0.15-0.18％、硫酸钠0.05-0.15％、火山灰9-11％、钙粉3-6％、二氧化硅气凝胶3-5％、色浆12-14％、氧化铝2-6％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
作为本发明的进一步改进，按重量比包括如下组分：水泥25％、胶粉3％、减水剂0.16％、硫酸钠0.05-0.15％、火山灰10％、钙粉5％、二氧化硅气凝胶4％、色浆13％、氧化铝5％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
作为本发明的进一步改进，所述色浆按重量比包括如下组分：润湿剂5-10％、无机颜料10-20％、缓凝剂2-5％和剩余量为水，上述组分含量之和为100％。
作为本发明的进一步改进，所述润湿剂包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为(1-2)：1：(5-10)：(2-7)。
作为本发明的进一步改进，所述无机颜料选自钛白、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、氧化铬绿中的一种或几种混合。
作为本发明的进一步改进，所述缓凝剂为多元醇和单糖的复配物，所述多元醇选自乙二醇、甘油、丙二醇、丁二醇、异戊二醇中的一种或几种混合，所述单糖选自葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖、赤藓糖、苏力糖、阿拉伯糖、核糖、木糖、来苏糖中的一种或几种混合。
优选地，所述多元醇和单糖的质量比为1：(1-3)。
更优选地，所述多元醇和单糖的质量比为1：2。
作为本发明的进一步改进，所述二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为20-70nm，孔隙率达95％-98％，干密度为40-100kg/m3。
本发明进一步保护一种上述一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.制备色浆：将无机颜料加入水中，加入润湿剂，边搅拌边加热至40-60℃，搅拌均匀后继续搅拌1-2天，然后加入缓凝剂，搅拌均匀，冷却得到色浆；
S2.预混料的制备：将胶粉、火山灰、钙粉、二氧化硅气凝胶和氧化铝混合均匀后，至于100-120℃搅拌10-20min，继续加入硫酸钠和骨料，搅拌均匀，送入磨粉机，研磨，过100-200目筛，得到预混料；
S3.将色浆和水泥加入混合机中搅拌均匀，边搅拌边加入水泥和减水剂，添加完成后按照固液比(2-5)g/mL加水混合均匀，室温陈化10-20min即可。
作为本发明的进一步改进，所述搅拌转速为300-700r/min。
火山灰，火山灰是指由火山喷发出而直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子。在爆发性的火山运动中，固体石块和熔浆被分解成细微的粒子而形成火山灰。它具有火山灰活性，即在常温和有水的情况下可与石灰(CaO)反应生成具有水硬性胶凝能力的水化物。因此磨细后可用作水泥的混合材料及混凝土的掺合料。
本发明具有如下有益效果：
本发明的制备工艺简单，通过在制备工艺中，控制固液比、对物料的处理温度以及时间和搅拌速度等条件，使得物料发生物理共混，实现品质的改善，制得的环保无色差的墙面水泥砂浆无辐射、无VOC释放，不消耗资源、不消耗能源、不污染环境，色彩可以根据不同的无机颜料组合随意配制，实现定制化生产；
本发明色浆为水性色浆，研究发现，采用本发明配置的润湿剂，包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为(1-2)：1：(5-10)：(2-7)，与本发明配置的缓凝剂按比例进行复配，在正确的添加顺序下，在合适的无机颜料含量下，制得的水性色浆具有与水泥砂浆体系混合相容性好，贮存稳定性佳，7天后测定颜料粒子的沉降率低于7.2％；从而有效解决了色浆稳定性差的问题，降低了水泥砂浆存在色差、色度不均等问题。
本发明的环保无色差的墙面水泥砂浆相比同类水泥砂浆干燥时间更快、无收缩、变形系数小，抗弯强度、抗拉强度和抗折强度更强，适应性更强。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中各原料的具体参数如下：
水泥，P.O52.5级，上海兵荣建材有限公司。
胶粉为HJS-09塑胶粉末，分子量80000-120000，细度200-400目，透明度88％以上。
钙粉为细磨碳酸钙，粒径为1～3μm。
氧化铝，粒径1～20μm，密度为3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔点2000±15℃。
骨料为粒径1.18mm～2.36mm的水洗砂。
实施例1环保无色差的墙面水泥砂浆
原料组成(质量百分比)：水泥20％、胶粉2％、减水剂粉末聚羧酸酯0.1％、硫酸钠0.01％、火山灰7％、钙粉2％、二氧化硅气凝胶2％、色浆10％、氧化铝1％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
色浆按重量比包括如下组分：润湿剂5％、钛白10％、缓凝剂2％和剩余量为水，上述组分含量之和为100％。
润湿剂包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为1：1：5：2。
缓凝剂为异戊二醇和阿拉伯糖的复配物，异戊二醇和阿拉伯糖的质量比为1：1。
二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为20-70nm，孔隙率达95％-98％，干密度为40-100kg/m3。
一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.制备色浆：将钛白加入水中，加入润湿剂，以300r/min转速边搅拌边加热至40℃，原速搅拌均匀后继续搅拌1天，然后加入缓凝剂，原速搅拌均匀，冷却得到色浆；
S2.预混料的制备：将胶粉、火山灰、钙粉、二氧化硅气凝胶和氧化铝混合均匀后，至于100℃，300r/min搅拌10min，继续加入硫酸钠和骨料，原速搅拌均匀，送入磨粉机，研磨，过100目筛，得到预混料；
S3.将色浆和水泥加入混合机中，300r/min搅拌均匀，边搅拌边加入水泥和减水剂粉末聚羧酸酯，添加完成后按照固液比2g/mL加水混合均匀，室温陈化10min即可。
实施例2环保无色差的墙面水泥砂浆
原料组成(质量百分比)：水泥30％、胶粉4％、减水剂木质素磺酸钠0.2％、硫酸钠0.2％、火山灰12％、钙粉7％、二氧化硅气凝胶5％、色浆15％、氧化铝7％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
色浆按重量比包括如下组分：润湿剂10％、铁蓝20％、缓凝剂5％和剩余量为水，上述组分含量之和为100％。
润湿剂包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为2：1：10：7。
缓凝剂为丁二醇和甘露糖的复配物，丁二醇和甘露糖的质量比为1：3。
二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为20-70nm，孔隙率达95％-98％，干密度为40-100kg/m3。
一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.制备色浆：将铁蓝加入水中，加入润湿剂，以700r/min转速边搅拌边加热至60℃，原速搅拌均匀后继续搅拌2天，然后加入缓凝剂，原速搅拌均匀，冷却得到色浆；
S2.预混料的制备：将胶粉、火山灰、钙粉、二氧化硅气凝胶和氧化铝混合均匀后，至于120℃，700r/min搅拌20min，继续加入硫酸钠和骨料，原速搅拌均匀，送入磨粉机，研磨，过200目筛，得到预混料；
S3.将色浆和水泥加入混合机中，700r/min搅拌均匀，边搅拌边加入水泥和减水剂木质素磺酸钠，添加完成后按照固液比5g/mL加水混合均匀，室温陈化20min即可。
实施例3环保无色差的墙面水泥砂浆
原料组成(质量百分比)：水泥22％、胶粉2.5％、减水剂木质素磺酸钠0.15％、硫酸钠0.05％、火山灰9％、钙粉3％、二氧化硅气凝胶3％、色浆12％、氧化铝2％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
色浆按重量比包括如下组分：润湿剂6％、氧化铁黄12％、缓凝剂2.5％和剩余量为水，上述组分含量之和为100％。
润湿剂包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为2：1：6：3。
缓凝剂为甘油和赤藓糖的复配物，甘油和赤藓糖的质量比为1：1.5。
二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为20-70nm，孔隙率达95％-98％，干密度为40-100kg/m3。
一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.制备色浆：将氧化铁黄加入水中，加入润湿剂，以450r/min转速边搅拌边加热至45℃，原速搅拌均匀后继续搅拌1天，然后加入缓凝剂，原速搅拌均匀，冷却得到色浆；
S2.预混料的制备：将胶粉、火山灰、钙粉、二氧化硅气凝胶和氧化铝混合均匀后，至于105℃，450r/min搅拌12min，继续加入硫酸钠和骨料，原速搅拌均匀，送入磨粉机，研磨，过120目筛，得到预混料；
S3.将色浆和水泥加入混合机中，450r/min搅拌均匀，边搅拌边加入水泥和减水剂木质素磺酸钠，添加完成后按照固液比2.5g/mL加水混合均匀，室温陈化12min即可。
实施例4环保无色差的墙面水泥砂浆
原料组成(质量百分比)：水泥28％、胶粉3.5％、萘磺酸盐减水剂0.18％、硫酸钠0.15％、火山灰11％、钙粉6％、二氧化硅气凝胶5％、色浆14％、氧化铝2-6％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
色浆按重量比包括如下组分：润湿剂9％、立德粉18％、缓凝剂4.2％和剩余量为水，上述组分含量之和为100％。
润湿剂包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为1：1：8：6。
缓凝剂为乙二醇和来苏糖的复配物，乙二醇和来苏糖的质量比为1：2.5。
二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为20-70nm，孔隙率达95％-98％，干密度为40-100kg/m3。
一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.制备色浆：将立德粉加入水中，加入润湿剂，以600r/min转速边搅拌边加热至55℃，原速搅拌均匀后继续搅拌2天，然后加入缓凝剂，原速搅拌均匀，冷却得到色浆；
S2.预混料的制备：将胶粉、火山灰、钙粉、二氧化硅气凝胶和氧化铝混合均匀后，至于115℃，600r/min搅拌18min，继续加入硫酸钠和骨料，原速搅拌均匀，送入磨粉机，研磨，过180目筛，得到预混料；
S3.将色浆和水泥加入混合机中，600r/min搅拌均匀，边搅拌边加入水泥和萘磺酸盐减水剂，添加完成后按照固液比4.2g/mL加水混合均匀，室温陈化18min即可。
实施例5环保无色差的墙面水泥砂浆
原料组成(质量百分比)：水泥25％、胶粉3％、减水剂干酪素0.16％、硫酸钠0.05-0.15％、火山灰10％、钙粉5％、二氧化硅气凝胶4％、色浆13％、氧化铝5％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
色浆按重量比包括如下组分：润湿剂7％、铬黄15％、缓凝剂3.5％和剩余量为水，上述组分含量之和为100％。
润湿剂包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为1.5：1：7：5。
缓凝剂为异戊二醇和葡萄糖的复配物，异戊二醇和葡萄糖的质量比为1：2。
二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为20-70nm，孔隙率达95％-98％，干密度为40-100kg/m3。
一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.制备色浆：将铬黄加入水中，加入润湿剂，以550r/min转速边搅拌边加热至50℃，原速搅拌均匀后继续搅拌1.5天，然后加入缓凝剂，原速搅拌均匀，冷却得到色浆；
S2.预混料的制备：将胶粉、火山灰、钙粉、二氧化硅气凝胶和氧化铝混合均匀后，至于110℃，550r/min搅拌15min，继续加入硫酸钠和骨料，原速搅拌均匀，送入磨粉机，研磨，过150目筛，得到预混料；
S3.将色浆和水泥加入混合机中，500r/min搅拌均匀，边搅拌边加入水泥和减水剂干酪素，添加完成后按照固液比3.5g/mL加水混合均匀，室温陈化15min即可。
对比例1
与实施例5相比，采用普通黄色水性色浆(购于东莞天彩龙颜料科技有限公司)代替本发明色浆，其他条件均不改变。
原料组成(质量百分比)：水泥25％、胶粉3％、减水剂干酪素0.16％、硫酸钠0.05-0.15％、火山灰10％、钙粉5％、二氧化硅气凝胶4％、普通黄色水性色浆13％、氧化铝5％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为20-70nm，孔隙率达95％-98％，干密度为40-100kg/m3。
一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.预混料的制备：将胶粉、火山灰、钙粉、二氧化硅气凝胶和氧化铝混合均匀后，至于110℃，550r/min搅拌15min，继续加入硫酸钠和骨料，原速搅拌均匀，送入磨粉机，研磨，过150目筛，得到预混料；
S2.将普通黄色水性色浆和水泥加入混合机中，500r/min搅拌均匀，边搅拌边加入水泥和减水剂干酪素，添加完成后按照固液比3.5g/mL加水混合均匀，室温陈化15min即可。
对比例2
与实施例5相比，未添加本发明润湿剂，其他条件均不改变。
原料组成(质量百分比)：水泥25％、胶粉3％、减水剂干酪素0.16％、硫酸钠0.05-0.15％、火山灰10％、钙粉5％、二氧化硅气凝胶4％、色浆13％、氧化铝5％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
色浆按重量比包括如下组分：铬黄15％、缓凝剂10.5％和剩余量为水，上述组分含量之和为100％。
缓凝剂为异戊二醇和葡萄糖的复配物，异戊二醇和葡萄糖的质量比为1：2。
二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为20-70nm，孔隙率达95％-98％，干密度为40-100kg/m3。
一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.制备色浆：将铬黄加入水中，以550r/min转速边搅拌边加热至50℃，原速搅拌均匀后继续搅拌1.5天，然后加入缓凝剂，原速搅拌均匀，冷却得到色浆；
S2.预混料的制备：将胶粉、火山灰、钙粉、二氧化硅气凝胶和氧化铝混合均匀后，至于110℃，550r/min搅拌15min，继续加入硫酸钠和骨料，原速搅拌均匀，送入磨粉机，研磨，过150目筛，得到预混料；
S3.将色浆和水泥加入混合机中，500r/min搅拌均匀，边搅拌边加入水泥和减水剂干酪素，添加完成后按照固液比3.5g/mL加水混合均匀，室温陈化15min即可。
对比例3
与实施例5相比，未添加本发明缓凝剂，其他条件均不改变。
原料组成(质量百分比)：水泥25％、胶粉3％、减水剂干酪素0.16％、硫酸钠0.05-0.15％、火山灰10％、钙粉5％、二氧化硅气凝胶4％、色浆13％、氧化铝5％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
色浆按重量比包括如下组分：润湿剂10.5％、铬黄15％和剩余量为水，上述组分含量之和为100％。
润湿剂包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为1.5：1：7：5。
二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为20-70nm，孔隙率达95％-98％，干密度为40-100kg/m3。
一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.制备色浆：将铬黄加入水中，加入润湿剂，以550r/min转速边搅拌边加热至50℃，原速搅拌均匀后继续搅拌1.5天，冷却得到色浆；
S2.预混料的制备：将胶粉、火山灰、钙粉、二氧化硅气凝胶和氧化铝混合均匀后，至于110℃，550r/min搅拌15min，继续加入硫酸钠和骨料，原速搅拌均匀，送入磨粉机，研磨，过150目筛，得到预混料；
S3.将色浆和水泥加入混合机中，500r/min搅拌均匀，边搅拌边加入水泥和减水剂干酪素，添加完成后按照固液比3.5g/mL加水混合均匀，室温陈化15min即可。
对比例4
与实施例5相比，润湿剂和缓凝剂的添加顺序不同，其他条件不改变。
原料组成(质量百分比)：水泥25％、胶粉3％、减水剂干酪素0.16％、硫酸钠0.05-0.15％、火山灰10％、钙粉5％、二氧化硅气凝胶4％、色浆13％、氧化铝5％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
色浆按重量比包括如下组分：润湿剂7％、铬黄15％、缓凝剂3.5％和剩余量为水，上述组分含量之和为100％。
润湿剂包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为1.5：1：7：5。
缓凝剂为异戊二醇和葡萄糖的复配物，异戊二醇和葡萄糖的质量比为1：2。
二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为20-70nm，孔隙率达95％-98％，干密度为40-100kg/m3。
一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.制备色浆：将铬黄加入水中，加入缓凝剂，以550r/min转速边搅拌边加热至50℃，原速搅拌均匀后继续搅拌1.5天，然后加入润湿剂，原速搅拌均匀，冷却得到色浆；
S2.预混料的制备：将胶粉、火山灰、钙粉、二氧化硅气凝胶和氧化铝混合均匀后，至于110℃，550r/min搅拌15min，继续加入硫酸钠和骨料，原速搅拌均匀，送入磨粉机，研磨，过150目筛，得到预混料；
S3.将色浆和水泥加入混合机中，500r/min搅拌均匀，边搅拌边加入水泥和减水剂干酪素，添加完成后按照固液比3.5g/mL加水混合均匀，室温陈化15min即可。
测试例1
将本发明实施例1-5和对比例1-4制备的环保无色差的墙面水泥砂浆制备过程中的取出100mL水性色浆，其中对比例1为普通水性色浆，进行性能测试，结果见表1。
耐光性：采用氙灯光源，功率6500W，按英国标准BS100B02曝晒，结果用蓝羊毛尺评价，采用8级制，8级为最好，1级为最差。
耐候性：采用ATLAS人工老化仪曝晒500h，结果用ISO灰卡测试，用1～5级表示，5级为最好，1级为最差。
耐化学品性：耐化学品性取决于颜料的化学性能，分别在10％盐酸溶液和5％氢氧化钠溶液中检测，结果参照英国标准BS1006A03，用灰卡测试，采用5级制，5级为最好，1级为最差。
沉降率：将制备的色浆置于100mL量筒中，记录粒子沉降开始时的体积V，静置7d后测定颜料粒子的沉降体积VS，计算沉降体积分数VS/V，沉降率＝(1-VS/V)×100％，沉降率越小，颜料粒子的分散效果越好。
表1
Figure BDA0002417490710000151
注释：V表示原色，即在100份无钛白基础漆中加入5份色浆时的颜色；ST(1/25)表示冲淡色，为100份钛白含量为25％的基础漆中加入1份色浆时的颜色。
由上表可知，本发明实施例1-5制备的色浆，具有良好的耐光性、耐候性和耐化学品性，明显优于普通市售色浆(对比例1)。
色浆的分散程度直接决定了色浆的性能，分散好的色浆具有更佳的性能，且具有更久、更好的贮藏特性。
对比例2和对比例3分别未添加润湿剂或缓凝剂，其结果为色浆的各项性能明显下降，其沉降率大大升高，贮藏能力下降。可见，润湿剂和缓凝剂复配能够明显提高色浆的贮藏时间、分散性，从而提高了色浆的各项性能。现有技术中没有发现润湿剂和缓凝剂两者复配具有提高色浆性能的研究。
色浆与水泥砂浆体系混合相容性好，贮存稳定性佳，颜料粒子的沉降率低；从而有效解决了色浆稳定性差的问题，降低了水泥砂浆存在色差、色度不均等问题，最终实现墙面水泥砂浆的环保无色差。
对比例4中润湿剂和缓凝剂的添加顺序交换，其结果表现为色浆的性能下降，分散性大大下降，可见，缓凝剂和润湿剂的添加顺序也是本发明成功的关键点。
测试例2
将本发明实施例1-5和对比例1-4制备的环保无色差的墙面水泥砂浆，以及市售普通水泥砂浆(购于北京新益世纪建材有限公司)进行性能测试，检测方法见表2，结果见表3。
表2
性能指标 测试方法
耐磨性 GB/T 1768-2006
抗压强度 GB/T 22374-2008
抗弯强度 ASTM C348-2018
抗折强度 GB/T 50784-2013
抗冲击性 JG/T 24-2000.6.12
粘结强度 JG/T 24-2000.6.14
表3
Figure BDA0002417490710000161
Figure BDA0002417490710000171
由上表可知，本发明实施例1-5制备的水泥砂浆，具有良好的耐光性、耐候性和耐化学品性，明显优于市售水泥砂浆和对比例1-4。
与现有技术相比，本发明的制备工艺简单，通过在制备工艺中，控制固液比、对物料的处理温度以及时间和搅拌速度等条件，使得物料发生物理共混，实现品质的改善，制得的环保无色差的墙面水泥砂浆无辐射、无VOC释放，不消耗资源、不消耗能源、不污染环境，色彩可以根据不同的无机颜料组合随意配制，实现定制化生产；
本发明色浆为水性色浆，研究发现，采用本发明配置的润湿剂，包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为(1-2)：1：(5-10)：(2-7)，与本发明配置的缓凝剂按比例进行复配，在正确的添加顺序下，在合适的无机颜料含量下，制得的水性色浆具有与水泥砂浆体系混合相容性好，贮存稳定性佳，7天后测定颜料粒子的沉降率低于7.2％；
本发明的环保无色差的墙面水泥砂浆相比同类水泥砂浆干燥时间更快、无收缩、变形系数小，抗弯强度、抗拉强度和抗折强度更强，适应性更强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种环保无色差的墙面水泥砂浆，其特征在于，按重量比包括如下组分：水泥20-30％、胶粉2-4％、减水剂0.1-0.2％、硫酸钠0.01-0.2％、火山灰7-12％、钙粉2-7％、二氧化硅气凝胶2-5％、色浆10-15％、氧化铝1-7％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
2.根据权利要求1所述一种环保无色差的墙面水泥砂浆，其特征在于，按重量比包括如下组分：水泥22-28％、胶粉2.5-3.5％、减水剂0.15-0.18％、硫酸钠0.05-0.15％、火山灰9-11％、钙粉3-6％、二氧化硅气凝胶3-5％、色浆12-14％、氧化铝2-6％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
3.根据权利要求1所述一种环保无色差的墙面水泥砂浆，其特征在于，按重量比包括如下组分：水泥25％、胶粉3％、减水剂0.16％、硫酸钠0.05-0.15％、火山灰10％、钙粉5％、二氧化硅气凝胶4％、色浆13％、氧化铝5％和剩余量为骨料，上述组分含量之和为100％。
4.根据权利要求1所述一种环保无色差的墙面水泥砂浆，其特征在于，所述色浆按重量比包括如下组分：润湿剂5-10％、无机颜料10-20％、缓凝剂2-5％和剩余量为水，上述组分含量之和为100％。
5.根据权利要求4所述一种环保无色差的墙面水泥砂浆，其特征在于，所述润湿剂包括明胶、大豆卵磷脂、甘油、羧甲基纤维素钠，质量比为(1-2)：1：(5-10)：(2-7)。
6.根据权利要求4所述一种环保无色差的墙面水泥砂浆，其特征在于，所述无机颜料选自钛白、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、氧化铬绿中的一种或几种混合。
7.根据权利要求4所述一种环保无色差的墙面水泥砂浆，其特征在于，所述缓凝剂为多元醇和单糖的复配物，所述多元醇选自乙二醇、甘油、丙二醇、丁二醇、异戊二醇中的一种或几种混合，所述单糖选自葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖、赤藓糖、苏力糖、阿拉伯糖、核糖、木糖、来苏糖中的一种或几种混合。
8.根据权利要求1所述一种环保无色差的墙面水泥砂浆，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为20-70nm，孔隙率达95％-98％，干密度为40-100kg/m3。
9.一种如权利要求1-8任一项权利要求所述一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1.制备色浆：将无机颜料加入水中，加入润湿剂，边搅拌边加热至40-60℃，搅拌均匀后继续搅拌1-2天，然后加入缓凝剂，搅拌均匀，冷却得到色浆；
S2.预混料的制备：将胶粉、火山灰、钙粉、二氧化硅气凝胶和氧化铝混合均匀后，至于100-120℃搅拌10-20min，继续加入硫酸钠和骨料，搅拌均匀，送入磨粉机，研磨，过100-200目筛，得到预混料；
S3.将色浆和水泥加入混合机中搅拌均匀，边搅拌边加入水泥和减水剂，添加完成后按照固液比(2-5)g/mL加水混合均匀，室温陈化10-20min即可。
10.根据权利要求1所述一种环保无色差的墙面水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述搅拌转速为300-700r/min。
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