CN111593825A - 一种缝扎岩棉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑技术领域，提出了一种缝扎岩棉，包括岩棉板，岩棉板的两面通过纤维线缝扎网格布，网格布与岩棉板缝扎后在其至少一个面上复合砂浆层，所述砂浆层包括质量比为(100‑120)：(45‑60)：(4‑8)：(28‑40)的硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水。将岩棉板切割成型，在其表面复合网格布，纤维线缝扎网格布，得到岩棉复合层；然后将硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水混合搅拌成砂浆，然后批抹到岩棉复合层上，得到缝扎岩棉。通过上述技术方案，解决了现有技术中岩棉保温板防水性能差的问题。

Description

一种缝扎岩棉及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑技术领域，涉及一种缝扎岩棉及其制备方法。
背景技术
岩棉保温板是以天然玄武岩为主要原料，经高温熔融后，通过高速离心设备制成无机纤维，同时加入特制的粘结剂，再经加温固化，制作成各种规格和不同要求的岩棉保温制品。然而，由于其结构呈疏松层状，导致了其强度低、吸水率高，在一定程度上制约了这种产品的应用。外墙外保温岩棉薄抹灰系统，是把岩棉保温板粘贴到墙基然后在岩棉保温板表面批挂抹面砂浆，把耐碱网格布嵌入砂浆三分之二处，使岩棉保温板、网格布与砂浆层固结良好，提高岩棉保温板的强度，但是普通砂浆层抗渗防水性能依旧较差，水能通过水泥的微孔甚至裂纹渗透，进而导致在使用过程中，岩棉因吸湿、吸水量过大造成板面松软、膨胀、粘接力下降的问题。
发明内容
本发明提出一种缝扎岩棉及其制备方法，解决了现有技术中岩棉保温板防水性能差的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种缝扎岩棉，包括岩棉板，岩棉板的两面通过纤维线缝扎网格布，网格布与岩棉板缝扎后在其至少一个面上复合砂浆层，所述砂浆层包括质量比为(100-120)：(45-60)：(4-8)：(28-40)的硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水。
进一步地，所述砂浆层还包括质量比为(1.08-1.16)：1的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐，其中马来酸酐与硅酸盐水泥的质量比为1：(100-120)。
进一步地，所述砂浆层中还包括海藻酸钠，氨丙基三乙氧基硅烷，海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷均为硅酸盐水泥质量的1-3％。
进一步地，所述岩棉板包括玄武石100-200份、白云石50-80份、矿渣30-80份、焦炭20-30份、酚醛树脂15-20份。
进一步地，所述网格布与岩棉板缝扎后在其上下前后左右六个面上复合砂浆层。
进一步地，所述砂浆层的厚度为5mm。
进一步地，所述纤维线采用耐碱纤维线或玄武岩纤维线。
进一步地，所述网格布采用耐碱网格布。
上述缝扎岩棉的制备方法，包括如下步骤：
A.准备玄武石100-200份、白云石50-80份、矿渣30-80份、焦炭20-30份、酚醛树脂15-20份，混合，在1500-2000℃熔化，经拉伸、压制、固化后脱模，制备得到岩棉板；
B.将岩棉板切割成型，在其表面复合网格布，纤维线缝扎网格布，得到岩棉复合层；
C.将质量比为(100-120)：(45-60)：(4-8)：(28-40)的硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水混合搅拌成砂浆，然后批抹到岩棉复合层上，得到缝扎岩棉。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中通过采用岩棉防腐耐碱、抗拉纤维将岩棉板的前后两面的网格布与岩棉板进行机械缝扎，以及砂浆层的活性成分设计，解决了岩棉板保温后由于吸水、塌陷造成的开裂、起鼓、脱落等的问题。其中本发明的砂浆层抗渗机理为当砂浆层表面出现裂纹时，硅酸盐水泥迅速溶解于水，释放出SiO3 2-，SiO3 2-通过毛细作用渗透扩散至裂纹处，进而与砂浆层中的钙离子发生化学反应，生成不溶于水的硅酸钙水化物(枝蔓状结晶体)，实现裂纹处的填充并与砂浆层结合成整体，堵塞砂浆层内部的毛细孔道，从而使砂浆层致密，防止水渗漏。
2、本发明中通过对砂浆层的活性成分设计，使得岩棉的抗渗压力达1.7-1.9MPa，其中本发明砂浆层中采用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐与马来酸酐复配，不仅抑制碱-骨料反应，而且在水泥砂浆遇水时，三羟甲基氨基甲烷盐酸盐与马来酸酐迅速溶解，在渗透过程中以水为载体渗透到砂浆内部，与砂浆电离出的部分钙离子络合，形成易溶于水的不稳定的钙络合物，避免Ca2+与毛细孔中SiO3 2-过早反应，堵塞毛细孔的现象，使得活性组分(SiO3 2-)更加容易扩散，向水泥砂浆表面裂纹和孔隙中迁移，进而不影响在裂纹表面的后续结晶反应，实现孔隙和裂纹的填充，避免裂纹的进一步扩大，从而达到水泥砂浆表面自修复增强的效果。
3、本发明中在网格布与岩棉板机械缝扎后在外侧复合防水抗裂砂浆，使岩棉的抗折强度达7.0-8.8MPa，抗压强度达27.0-30.1MPa，薄抹灰施工无需挂钢网，保证了产品质量，降低了施工成本。砂浆层中Ca2+与硅酸盐水泥中SiO3 2-生成不溶于水的硅酸钙水化物，该水化物为枝蔓状结晶体，晶体松散，晶体填充不能提高砂浆层的强度，而本发明采用海藻酸钠与Ca2+发生离子交换反应，形成网状结构，氨丙基三乙氧基硅烷连接海藻酸钠与水泥砂浆中不溶性结晶成分以及不稳定的钙络合物，形成与海藻酸钠互穿的网络结构，提高了水泥砂浆的强度，提高了结晶和络合物的强度和稳定性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作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。所述硅酸盐水泥规格为P.O 42.5。
实施例1
一种缝扎岩棉，包括岩棉板，岩棉板的两面通过玄武岩纤维线缝扎耐碱网格布，网格布与岩棉板缝扎后在其六个面上复合5mm砂浆层；
所述砂浆层包括质量比为110：50：5：35：1.1：1的硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐，还包括硅酸盐水泥质量2％的海藻酸钠，以及硅酸盐水泥质量1.5％的氨丙基三乙氧基硅烷。
所述岩棉板包括玄武石150份、白云石60份、矿渣40份、焦炭25份、酚醛树脂18份。
上述缝扎岩棉的制备方法，包括如下步骤：
A.准备玄武石、白云石、矿渣、焦炭、酚醛树脂，混合，在1800℃熔化，经挤压、拉伸、压制、降温固化后脱模，制备得到岩棉板；
B.将岩棉板切割成型，在其表面复合网格布，纤维线缝扎网格布，得到岩棉复合层；
C.将硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐、海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷混合搅拌成砂浆，然后批抹到岩棉复合层上，得到缝扎岩棉。
实施例2
一种缝扎岩棉，包括岩棉板，岩棉板的两面通过耐碱纤维线缝扎耐碱网格布，网格布与岩棉板缝扎后在其两个面上复合5mm砂浆层；
所述砂浆层包括质量比为100：60：4：40：1.08：1的硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐。
所述岩棉板包括玄武石200份、白云石50份、矿渣80份、焦炭20份、酚醛树脂20份。
上述缝扎岩棉的制备方法，包括如下步骤：
A.准备玄武石、白云石、矿渣、焦炭、酚醛树脂，混合，在2000℃熔化，经挤压、拉伸、压制、降温固化后脱模，制备得到岩棉板；
B.将岩棉板切割成型，在其表面复合网格布，纤维线缝扎网格布，得到岩棉复合层；
C.将硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐、混合搅拌成砂浆，然后批抹到岩棉复合层上，得到缝扎岩棉。
实施例3
一种缝扎岩棉，包括岩棉板，岩棉板的两面通过耐碱纤维线缝扎耐碱网格布，网格布与岩棉板缝扎后在其六个面上复合5mm砂浆层；
所述砂浆层包括质量比为120：45：8：28：1.16：1的硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐，还包括硅酸盐水泥质量1％的海藻酸钠，以及硅酸盐水泥质量3％的氨丙基三乙氧基硅烷。
所述岩棉板包括玄武石100份、白云石80份、矿渣30份、焦炭30份、酚醛树脂15份。
上述缝扎岩棉的制备方法，包括如下步骤：
A.准备玄武石、白云石、矿渣、焦炭、酚醛树脂，混合，在1500℃熔化，经挤压、拉伸、压制、降温固化后脱模，制备得到岩棉板；
B.将岩棉板切割成型，在其表面复合网格布，纤维线缝扎网格布，得到岩棉复合层；
C.将硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐、海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷混合搅拌成砂浆，然后批抹到岩棉复合层上，得到缝扎岩棉。
实施例4
一种缝扎岩棉，包括岩棉板，岩棉板的两面通过玄武岩纤维线缝扎耐碱网格布，网格布与岩棉板缝扎后在其六个面上复合5mm砂浆层；
所述砂浆层包括质量比为115：55：7：35：1.12：1的硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐，还包括硅酸盐水泥质量3％的海藻酸钠，以及硅酸盐水泥质量1％的氨丙基三乙氧基硅烷。
所述岩棉板包括玄武石180份、白云石65份、矿渣65份、焦炭27份、酚醛树脂16份。
上述缝扎岩棉的制备方法，包括如下步骤：
A.准备玄武石、白云石、矿渣、焦炭、酚醛树脂，混合，在1850℃熔化，经挤压、拉伸、压制、降温固化后脱模，制备得到岩棉板；
B.将岩棉板切割成型，在其表面复合网格布，纤维线缝扎网格布，得到岩棉复合层；
C.将硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐、海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷混合搅拌成砂浆，然后批抹到岩棉复合层上，得到缝扎岩棉。
实施例5
与实施例1相比，区别仅在于砂浆层不包括海藻酸钠和氨丙基三乙氧基硅烷。
对比例1
与实施例1相比，区别仅在于砂浆层不包括三羟甲基氨基甲烷盐酸盐和马来酸酐。
对比例2
与实施例1相比，区别仅在于砂浆层不包括三羟甲基氨基甲烷盐酸盐。
对比例3
与实施例1相比，区别仅在于砂浆层不包括马来酸酐。
对比例4
与实施例1相比，区别仅在于砂浆层不包括海藻酸钠。
对比例5
与实施例1相比，区别仅在于砂浆层不包括氨丙基三乙氧基硅烷。
性能测试
1、根据GB 18445-2012水泥基渗透结晶型防水材料对实施例1-5和对比例1-5的岩棉进行抗渗压力检测；其中基准砂浆按照质量比为110：50：5：35：1.1：1的硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水进行配比，抗渗压力为0.3，实施例1-5和对比例1-5的岩棉按照GB 18445-2012中如下部分进行试验：
7.2.8.1.2带涂层的砂浆抗渗试件制备；
7.2.8.3试验步骤；
7.2.8.4试验结果，抗渗结果见表1。
2、根据JG/T483-2015岩棉薄抹灰外墙外保温系统材料对实施例1-5和对比例1-5中岩棉进行5.2.4抹面胶浆的柔韧性检测。
表1缝扎岩棉性能
抗折强度/MPa，28d 抗压强度/MPa，28d 抗渗压力/MPa，28d 柔韧性/压折比
实施例1 8.7 30.1 1.8 1.2
实施例2 7.2 27.8 1.7 0.9
实施例3 8.5 29.5 1.8 1.3
实施例4 8.8 29.8 1.9 1.1
实施例5 7.0 27.0 1.7 0.8
对比例1 8.3 29.5 1.0 1.2
对比例2 8.5 29.3 1.2 1.3
对比例3 8.6 29.6 1.1 1.3
对比例4 5.5 25.6 1.8 1.2
对比例5 5.6 25.3 1.7 1.3
由表1可知，本发明实施例1采用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷复配制备的水泥砂浆抗渗压力可达1.8MPa，而对比例2采用马来酸酐与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷复配制备的水泥砂浆抗渗压力为1.2，对比例3采用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷复配制备的水泥砂浆抗渗压力为1.1，而对比例1采用硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷复配制备的水泥砂浆抗渗压力为1.0。
可见本发明实施例1水泥砂浆中采用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷复配，相比于对比例2单独采用马来酸酐与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷复配，相比于对比例3单独采用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷复配，提高了水泥砂浆的防水抗渗性。
分析原因：本发明砂浆层抗渗机理为砂浆层表面出现裂纹时，硅酸盐水泥迅速溶解于水，释放出SiO3 2，SiO3 2通过毛细作用渗透扩散至裂纹处，进而与砂浆层中的钙离子发生化学反应，生成不溶于水的硅酸钙水化物(枝蔓状结晶体)，实现裂纹处的填充并与砂浆层结合成整体，堵塞砂浆层内部的毛细孔道，从而使砂浆层致密，防止水渗漏。
而本发明实施例1砂浆层中采用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐与马来酸酐复配，不仅抑制碱-骨料反应，而且在水泥砂浆遇水时，三羟甲基氨基甲烷盐酸盐与马来酸酐迅速溶解，在渗透过程中以水为载体渗透到砂浆内部，与砂浆电离出的部分钙离子络合，形成易溶于水的不稳定的钙络合物，避免Ca2+与毛细孔中SiO3 2-过早反应，堵塞毛细孔的现象，使得活性组分(SiO3 2-)更加容易扩散，向水泥砂浆表面裂纹和孔隙中迁移，进而不影响在裂纹表面的后续结晶反应，实现孔隙和裂纹的填充，避免裂纹的进一步扩大，从而达到水泥砂浆表面自修复增强的效果。
由本发明实施例1、对比例4和对比例5可知，本发明在水泥砂浆中采用海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐复配，制得的的岩棉抗折强度达8.7MPa，抗压强度达30.1MPa，对比例4单独采用氨丙基三乙氧基硅烷与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐复配，制得的的岩棉抗折强度为5.5MPa，抗压强度25.6MPa，对比例5单独采用海藻酸钠与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐复配，制得的的岩棉抗折强度为5.6MPa，抗压强度25.3MPa。
可见本发明实施例1水泥砂浆中采用海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐复配，相比于对比例4单独采用氨丙基三乙氧基硅烷与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐复配，相比于对比例5单独采用海藻酸钠与硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐复配，提高了岩棉的抗折强度和抗压强度。
分析原因为，Ca2+与硅酸盐水泥中SiO3 2-生成不溶于水的硅酸钙水化物，该水化物为枝蔓状结晶体，晶体松散，晶体填充不能提高砂浆层的强度，而海藻酸钠与Ca2+发生离子交换反应，形成网状结构，氨丙基三乙氧基硅烷连接海藻酸钠与水泥砂浆中不溶性结晶成分以及不稳定的钙络合物，形成与海藻酸钠互穿的网络结构，提高了水泥砂浆的强度，提高了结晶和络合物的强度和稳定性。
以上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 (9)

1.一种缝扎岩棉，其特征在于，包括岩棉板，岩棉板的两面通过纤维线缝扎网格布，网格布与岩棉板缝扎后在其至少一个面上复合砂浆层，所述砂浆层包括质量比为(100-120)：(45-60)：(4-8)：(28-40)的硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水。
2.根据权利要求1所述的缝扎岩棉，其特征在于，所述砂浆层还包括质量比为(1.08-1.16)：1的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、马来酸酐，其中马来酸酐与硅酸盐水泥的质量比为1：(100-120)。
3.根据权利要求1所述的缝扎岩棉，其特征在于，所述砂浆层中还包括海藻酸钠，氨丙基三乙氧基硅烷，海藻酸钠、氨丙基三乙氧基硅烷均为硅酸盐水泥质量的1-3％。
4.根据权利要求1所述的缝扎岩棉，其特征在于，所述岩棉板包括玄武石100-200份、白云石50-80份、矿渣30-80份、焦炭20-30份、酚醛树脂15-20份。
5.根据权利要求1所述的缝扎岩棉，其特征在于，所述网格布与岩棉板缝扎后在其上下前后左右六个面上复合砂浆层。
6.根据权利要求1所述的缝扎岩棉，其特征在于，所述砂浆层的厚度为5mm。
7.根据权利要求1所述的缝扎岩棉，其特征在于，所述纤维线采用耐碱纤维线或玄武岩纤维线。
8.根据权利要求1所述的缝扎岩棉，其特征在于，所述网格布采用耐碱网格布。
9.一种缝扎岩棉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.准备玄武石100-200份、白云石50-80份、矿渣30-80份、焦炭20-30份、酚醛树脂15-20份，混合，在1500-2000℃熔化，经拉伸、压制、固化后脱模，制备得到岩棉板；
B.将岩棉板切割成型，在其表面复合网格布，纤维线缝扎网格布，得到岩棉复合层；
C.将质量比为(100-120)：(45-60)：(4-8)：(28-40)的硅酸盐水泥、硅砂、碳酸钙、水混合搅拌成砂浆，然后批抹到岩棉复合层上，得到缝扎岩棉。
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