CN112142417A - 一种抹灰抗裂防水砂浆及其制备方法 - Google Patents

一种抹灰抗裂防水砂浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及混凝土的领域，具体公开了一种抹灰抗裂防水砂浆及其制备方法。砂浆包括水泥：280份‑314份；砂：1100份‑1320份；石粉：66份‑78份；外加剂：6.5份‑8.1份；聚丙烯抗裂纤维：0.8份‑1.3份；防水剂：8.9份‑11.7份；古马隆树脂：36份‑48份；磷酸二氢铝：28份‑42份；水：185份‑215份；其制备方法为：将砂浆各原料依次混合搅拌后，即得砂浆。本申请利用古马隆树脂在高温条件下裂解收缩，以缓和抹灰砂浆高温膨胀效率，提高磷酸二氢铝的高温粘结强度，改善砂浆火灾后出现的鼓包、开裂现象。

Description

一种抹灰抗裂防水砂浆及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑材料的领域，更具体地说，它涉及一种抹灰抗裂防水砂浆。
背景技术
随着基层建设和城镇化建设的推进和发展，建筑装修工程中使用的抹灰砂浆需求量也在不断增加，抹灰砂浆是应用在涂刷建筑基面上起到找平或者提供保护的一类砂浆统称，适用于建筑、装修工程的内、外墙、罩面、底面、顶棚抹灰等做修饰，起到防护及美化作用。
目前，抹灰砂浆普遍不具备有耐热、防火的性能，在建筑发生火灾时，墙面由于火灾而产生温度变化，基于热胀冷缩的物理原理，墙面的抹灰砂浆层因急剧上升的温度而膨胀，容易产生鼓包或裂痕，难以满足较高的工程实际需求，抹灰砂浆的耐用性不高，火灾后的墙面需要进行较大面积的维修，不够经济环保。
发明内容
为了改善火灾发生导致的墙面抹灰砂浆层鼓包、开裂问题，以满足较高的工程实际需求，本申请提供一种抹灰抗裂防水砂浆及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种抹灰抗裂防水砂浆，采用如下的技术方案：
一种抹灰抗裂防水砂浆，包括以下重量份数的原料：
水泥：280份-314份；
砂：1100份-1320份；
石粉：66份-78份；
外加剂：6.5份-8.1份；
聚丙烯抗裂纤维：0.8份-1.3份；
防水剂：8.9份-11.7份；
古马隆树脂：36份-48份；
磷酸二氢铝：28份-42份；
水：185份-215份。
通过采用上述技术方案，聚丙烯抗裂纤维可以增加韧性和强度，减少水泥固化过程收缩产生的干缩裂缝，增强抗拉强度和抗剪切力；古马隆树脂可以形成微小的纤维束，填充在砂浆的孔隙内部，从而提高粘结强度，可以加强抹灰砂浆层与墙面基层的粘结，减少脱皮、鼓包现象，同时避免砂浆固化过程中收缩而产生的内应力，起到抗裂作用；磷酸二氢铝在常温条件下加水溶解，磷酸二氢铝在砂浆中可以与水分子结合，避免水份被墙面基层大量吸收，提高砂浆的保水性，使水泥水化完全，避免后期发生二次水化而产生鼓包现象，同时磷酸二氢铝可以进一步提高砂浆的粘性，从而改善脱皮现象；当建筑物发生火灾时，墙面的抹灰砂浆会发生急剧升温，抹灰砂浆受热膨胀，古马隆树脂由于受热裂解使质量损失，产生的体积收缩有效抑制了砂浆的高温膨胀，可以形成致密的胶黏剂结构，从而提高了磷酸二氢铝的高温粘结性能，同时磷酸二氢铝在高温条件下固化，可以提高砂浆的强度，整体改善墙面的抹灰砂浆层火灾后发生鼓包和裂缝的现象，减少墙面需要维护的面积，提高砂浆的经济环保性质。
优选的，所述古马隆树脂的重量份数为40份-45份，所述磷酸二氢铝的重量份数为32份-36份，所述古马隆树脂和磷酸二氢铝的质量比为5:4。
通过采用上述技术方案，控制古马隆树脂和磷酸二氢铝的配比为5:4，使抹灰砂浆在高温条件下古马隆树脂的收缩程度符合胶黏剂的结构，使砂浆保持致密的结构，提高磷酸二氢铝的高温粘结性能，改善砂浆高温后形成的鼓包、开裂等现象。
优选的，所述原料组分还包括有叔碳酸乙烯酯，所述叔碳酸乙烯酯的重量份数为13份-17份。
通过采用上述技术方案，叔碳酸乙烯酯与水泥混合后，水分蒸发时，叔碳酸乙烯酯分子通过聚结形成薄膜，具有一定的粘性，将砂浆混料的粒子胶粘在一起，可以提高砂浆的粘结强度和内聚力，降低弹性模量，减少固化时产生的脱皮、鼓包现象，改善砂浆的和易性和流动性以便于施工。
优选的，所述水泥的重量份数为285份-290份，所述水的重量份数为190份-194.3份，所述石粉的重量份数为75份-75.4份，所述砂的重量份数为1290份-1314份，所述水泥、砂、石粉和水的质量比为100:453:26:67。
通过采用上述技术方案，控制水泥、砂、石粉和水的质量比值为100:453:26:67，可以提高砂浆的粘结和保水性能，从而改善固化时发生开裂的现象。
优选的，所述水泥的重量份数为280份-293份，所述防水剂的重量份数为11.2份-11.7份，所述水泥和防水剂的质量比为25:1。
通过采用上述技术方案，控制水泥和防水剂的比例为25:1，防水剂可以减少砂浆水分的用量，提高砂浆的保水性能，水泥固化过程的容易发生收缩，利用防水剂减少毛细孔，提高结构的致密程度，达到抗开裂、防水的效果。
优选的，所述防水剂采用广州黄榜建材有限公司生产的型号为HB-7的防水剂。
通过采用上述技术方案，上述防水剂由分散、引气、缓凝、收缩剂等成分复配制成，分散组分可以减少毛细孔数量，提高结构密实度，收缩剂改善水泥固化时的收缩，同时利用缓凝剂延长固化时间，使水泥水化充分，可以改善砂浆固化后的开裂、鼓包、脱皮等现象。
优选的，所述外加剂由增稠保水剂和开放时间调节剂按照质量比为15:4的比例混合而成。
通过采用上述技术方案，增稠保水剂提高砂浆的保水性和流动性，减少固化过程中的开裂现象，流动性大便于砂浆的现场施工，利用开放时间调节剂控制水泥固化的时间，使水泥的水化完全，提高抹灰砂浆的性能。
优选的，所述增稠保水剂采用广州浪淘砂建材有限公司生产的型号为LD-203的增稠保水剂，所述开放时间调节剂采用广州浪淘砂建材有限公司生产的型号为LD-10N的开放时间调节剂。
第二方面，本申请提供一种抹灰抗裂防水砂浆的制备方法，采用如下的技术方案：
一种抹灰抗裂防水砂浆的制备方法，包括以下步骤：按配比称量原料组分，先将水泥、石粉、聚丙烯抗裂纤维和砂预先混合搅拌1min-2min，接着拌入水、外加剂、防水剂、古马隆树脂和磷酸二氢铝，搅拌混合3min-5min，即得所述砂浆。
优选的，砂浆的原料组分还包括有重量份数为13份-17份的叔碳酸乙烯酯，所述叔碳酸乙烯酯和外加剂、防水剂、古马隆树脂、磷酸二氢铝同时拌入混合。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、古马隆树脂和磷酸二氢铝均可以加强抹灰砂浆层与墙面基层的粘结，减少固化时产生的脱皮、鼓包、开裂现象，同时磷酸二氢铝在常温条件下可以与水分子结合，提高砂浆的保水性，避免后期发生二次水化而产生鼓包现象，当建筑物发生火灾时，抹灰砂浆受热膨胀，古马隆树脂由于受热收缩，有效抑制了砂浆的高温膨胀，可以形成致密的胶黏剂结构，提高了磷酸二氢铝的高温粘结性能，改善墙面的抹灰砂浆层火灾后发生鼓包和裂缝的现象。
2、叔碳酸乙烯酯与水泥混合后，水分蒸发时，叔碳酸乙烯酯分子通过聚结形成薄膜，将砂浆混料的粒子胶粘在一起，可以提高砂浆的粘结强度和内聚力，降低弹性模量，减少固化时产生的脱皮、鼓包现象。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
表1-原料的来源和型号
原料名称 型号 厂家
水泥 P.II 华润水泥(平南)有限公司
石粉 —— 佛山市三水区南山镇昌盛石仔加工场
增稠保水剂 LD-203 广州浪淘砂建材有限公司
开放时间调节剂 LD-10N 广州浪淘砂建材有限公司
防水剂 HB-7 广州黄榜建材有限公司
聚丙烯抗裂纤维 —— 山东亿泰工程材料有限公司
古马隆树脂 7006809 濮阳市瑞科化工有限公司
叔碳酸乙烯酯 CAS：51000-52-3 天津大都国际事业有限公司
其中，水泥的强度等级为42.5R，砂的产地为中山，砂的细度模量为2.6。
实施例1
一种抹灰抗裂防水砂浆，由以下步骤制备而成：按配比称量原料组分，先将280kg/m3水泥、78 kg/m3石粉、1.3 kg/m3聚丙烯抗裂纤维和1120 kg/m3砂预先混合搅拌1min，接着拌入185 kg/m3水、8.1 kg/m3外加剂、10.3 kg/m3防水剂、36 kg/m3古马隆树脂和42 kg/m3磷酸二氢铝，搅拌混合5min，即得所述砂浆；
其中，外加剂由增稠保水剂和开放时间调节剂按照质量比为10:3的比例混合而成。
实施例2
一种抹灰抗裂防水砂浆，由以下步骤制备而成：按配比称量原料组分，先将314kg/m3水泥、66 kg/m3石粉、0.8 kg/m3聚丙烯抗裂纤维和1100 kg/m3砂预先混合搅拌2min，接着拌入215kg/m3水、6.5 kg/m3外加剂、8.9kg/m3防水剂、44 kg/m3古马隆树脂和34 kg/m3磷酸二氢铝，搅拌混合3min，即得所述砂浆；
其中，外加剂由增稠保水剂和开放时间调节剂按照质量比为9:5的比例混合而成。
实施例3
一种抹灰抗裂防水砂浆，由以下步骤制备而成：按配比称量原料组分，先将300kg/m3水泥、72 kg/m3石粉、0.9 kg/m3聚丙烯抗裂纤维和1320 kg/m3砂预先混合搅拌2min，接着拌入195kg/m3水、7.6kg/m3外加剂、11.7kg/m3防水剂、48 kg/m3古马隆树脂和28 kg/m3磷酸二氢铝，搅拌混合5min，即得所述砂浆；
其中，外加剂由增稠保水剂和开放时间调节剂按照质量比为15:4的比例混合而成。
实施例4
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例3的区别在于，古马隆树脂的用量为40 kg/m3，磷酸二氢铝的用量为32 kg/m3，此时古马隆树脂和磷酸二氢铝的质量比为5:4。
实施例5
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例3的区别在于，古马隆树脂的用量为45 kg/m3，磷酸二氢铝的用量为36 kg/m3，此时古马隆树脂和磷酸二氢铝的质量比为5:4。
实施例6
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例3的区别在于，古马隆树脂的用量为42.5 kg/m3，磷酸二氢铝的用量为34 kg/m3，此时古马隆树脂和磷酸二氢铝的质量比为5:4。
实施例7
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例3的区别在于，原料还包括有用量为13 kg/m3的叔碳酸乙烯酯，叔碳酸乙烯酯和外加剂、防水剂、古马隆树脂、磷酸二氢铝同时拌入混合。
实施例8
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例3的区别在于，原料还包括有用量为17 kg/m3的叔碳酸乙烯酯，叔碳酸乙烯酯和外加剂、防水剂、古马隆树脂、磷酸二氢铝同时拌入混合。
实施例9
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例3的区别在于，水泥的用量为290 kg/m3，砂的用量为1314 kg/m3，石粉的用量为75.4 kg/m3，水的用量为194.3 kg/m3，此时水泥、砂、石粉和水的质量比为100:453:26:67。
实施例10
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例3的区别在于，水泥的用量为285 kg/m3，砂的用量为1290 kg/m3，石粉的用量为75 kg/m3，水的用量为190 kg/m3，此时水泥、砂、石粉和水的质量比为100:453:26:67。
实施例11
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例10的区别在于，水泥的用量为280 kg/m3，防水剂的用量为11.2 kg/m3，此时水泥和防水剂的质量比为25:1。
实施例12
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例10的区别在于，水泥的用量为293 kg/m3，此时水泥和防水剂的质量比为25:1。
实施例13
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例10的区别在于，防水剂的用量为11.4 kg/m3，此时水泥和防水剂的质量比为25:1。
实施例14
一种抹灰抗裂防水砂浆，由以下步骤制备而成：按配比称量原料组分，先将285kg/m3水泥、75 kg/m3石粉、0.9kg/m3聚丙烯抗裂纤维和1290 kg/m3砂预先混合搅拌2min，接着拌入190kg/m3水、7.6kg/m3外加剂、11.9 kg/m3防水剂、42.5 kg/m3古马隆树脂、34 kg/m3磷酸二氢铝和13kg/m3叔碳酸乙烯酯，搅拌混合5min，即得所述砂浆；
其中，外加剂由增稠保水剂和开放时间调节剂按照质量比为15:4的比例混合而成。
对比例
对比例1
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例3的区别在于，古马隆树脂采用水泥和水按照3:2的比例混合后替代。
对比例2
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例3的区别在于，磷酸二氢铝采用水泥和水按照3:2的比例混合后替代。
对比例3
一种抹灰抗裂防水砂浆，与实施例3的区别在于，古马隆树脂和磷酸二氢铝均采用水泥和水按照3:2的比例混合后替代。
性能检测试验
常温抗裂性能：采用JC/T 951-2005《水泥砂浆抗裂性能试验方法》检测实施例1-14和对比例1-3的抹灰砂浆的开裂指数（mm）；180-320
高温膨胀性能：采用《水泥混凝土材料热膨胀性能研究》中的试验方法检测实施例1-14和对比例1-3的抹灰砂浆层在200℃的膨胀系数（×10-6/℃）；
保水性：采用JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法-砂浆保水性试验》检测实施例1-14和对比例1-3的抹灰砂浆层的保水性（%）；
拉伸粘结强度：采用JC/T 2384-2016 《外墙外保温用酚醛板粘结、抹面砂浆》检测实施例1-14和对比例1-3的抹灰砂浆的拉伸粘结强度（MPa）；1.09-1.15MPa
高温试验外观性能判定：准备实施例1-14和对比例1-3的抹灰砂浆样品，分别涂覆在17个面砖的表面、固化，将涂覆有抹灰砂浆的面砖放入高温炉中，控制温度体系为200℃，烘烤10h，观察试验后面砖表阿明抹灰砂浆的表面现象，按以下4个标准进行评判外观等级：
1、表面平整、无裂缝、无鼓包、脱皮；
2、表面轻微裂缝、无鼓包、脱皮；
3、表面少量裂缝、无鼓包、轻微脱皮；
4、表面大量裂缝、有鼓包、裂缝。
表2-实施例1-14和对比例1-3的试验数据汇总
检测项目 开裂指数（mm） 膨胀系数（×10<sup>-6</sup>/℃） 保水性（%） 拉伸粘结强度（MPa） 高温外观性能
实施例1 186.3 8.5 81 0.392 2
实施例2 192.5 8.9 76 0.375 2
实施例3 182.1 7.6 85 0.413 2
实施例4 181.5 7.2 85 0.423 1
实施例5 181.9 6.9 85 0.421 1
实施例6 180.8 6.7 86 0.434 1
实施例7 180.4 7.6 89 0.427 2
实施例8 181.3 7.6 87 0.425 2
实施例9 181.2 7.5 88 0.428 2
实施例10 180.7 7.5 89 0.431 2
实施例11 180.3 7.5 90 0.435 2
实施例12 180.5 7.5 91 0.433 2
实施例13 180.2 7.5 91 0.439 2
实施例14 178.2 6.6 93 0.445 1
对比例1 198.8 11.3 76 0.282 3
对比例2 201.5 10.1 72 0.289 3
对比例3 219.3 13.6 70 0.253 4
根据表2中实施例3和对比例1的试验数据对比可知，通过在砂浆中添加古马隆树脂，可以降低砂浆的开裂指数和膨胀系数，同时提高砂浆的拉伸粘结强度和高温外观性能。古马隆树脂可以形成微小的纤维束，填充在砂浆的孔隙内部，从而提高粘结强度，可以加强抹灰砂浆层与墙面基层的粘结，同时避免砂浆固化过程中收缩而产生的内应力，固化时起到抗裂作用；当建筑物发生火灾时，墙面的抹灰砂浆会发生急剧升温，抹灰砂浆受热膨胀，古马隆树脂由于受热裂解使质量损失，产生的体积收缩有效抑制了砂浆的高温膨胀，减少火灾后的开裂、脱皮、鼓包现象。
根据表2中实施例3和对比例2的试验数据对比可知，通过在砂浆中添加磷酸二氢铝，可以降低砂浆的开裂指数和膨胀系数，同时提高砂浆的保水性、拉伸粘结强度和高温外观性能。磷酸二氢铝在常温条件下加水溶解，磷酸二氢铝在砂浆中可以与水分子结合，避免水份被墙面基层大量吸收，提高砂浆的保水性，使水泥水化完全，避免后期发生二次水化而产生鼓包现象，同时磷酸二氢铝可以提高砂浆的粘性，从而改善脱皮现象
根据表2中实施例3和对比例1-3的试验数据对比可知，通过在砂浆中添加磷酸二氢铝，两者协同作用，可以降低砂浆的开裂指数和膨胀系数，同时提高砂浆的高温外观性能。当建筑物发生火灾时，墙面的抹灰砂浆会发生急剧升温，抹灰砂浆受热膨胀，古马隆树脂的体积收缩有效抑制了砂浆的高温膨胀，可以形成致密的胶黏剂结构，从而提高了磷酸二氢铝的高温粘结性能，同时磷酸二氢铝在高温条件下固化，可以提高砂浆的强度，整体改善墙面的抹灰砂浆层在火灾后发生鼓包和裂缝的现象。
根据表2中实施例3-6的试验数据对比可知，通过控制古马隆树脂和磷酸二氢铝的配比，使抹灰砂浆在高温条件下古马隆树脂的收缩程度符合胶黏剂的结构，使砂浆保持致密的结构，提高磷酸二氢铝的高温粘结性能，抹灰砂浆的膨胀系数降低、高温外观性能提高，改善砂浆高温后形成的鼓包、开裂等现象。
根据表2中实施例3、7-8的试验数据对比可知，通过在砂浆原料中添加叔碳酸乙烯酯，可以提高拉伸粘结强度和保水性。叔碳酸乙烯酯与水泥混合后，水分蒸发时，叔碳酸乙烯酯分子通过聚结形成薄膜，具有一定的粘性，将砂浆混料的粒子胶粘在一起，可以提高砂浆的粘结强度和内聚力，降低弹性模量，减少固化过程中出现的脱皮、鼓包、开裂现象，改善砂浆的和易性和流动性以便于施工。
根据表2中实施例3、9-10的试验数据对比可知，通过控制砂浆中水泥、砂、石粉和水的质量比，可以降低开裂指数并提高保水性和拉伸粘结强度。通过控制水泥、砂、石粉和水的质量比值为100:453:26:67，可以提高砂浆的粘结性能和保水性能，从而改善固化时发生开裂的现象。
根据表2中实施例10-13的试验数据对比可知，通过控制水泥和防水剂的比例，可以降低开裂指数并提高保水性，防水剂可以减少水分的用量，提高砂浆的保水性能，水泥固化过程的容易发生收缩，利用防水剂减少毛细孔，提高结构的致密程度，达到抗开裂、防水的效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种抹灰抗裂防水砂浆，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
水泥：280份-314份；
砂：1100份-1320份；
石粉：66份-78份；
外加剂：6.5份-8.1份；
聚丙烯抗裂纤维：0.8份-1.3份；
防水剂：8.9份-11.7份；
古马隆树脂：36份-48份；
磷酸二氢铝：28份-42份；
水：185份-215份。
2.根据权利要求1所述的一种抹灰抗裂防水砂浆，其特征在于：所述古马隆树脂的重量份数为40份-45份，所述磷酸二氢铝的重量份数为32份-36份，所述古马隆树脂和磷酸二氢铝的质量比为5:4。
3.根据权利要求1所述的一种抹灰抗裂防水砂浆，其特征在于：所述原料组分还包括有叔碳酸乙烯酯，所述叔碳酸乙烯酯的重量份数为13份-17份。
4.根据权利要求1所述的一种抹灰抗裂防水砂浆，其特征在于：所述水泥的重量份数为285份-290份，所述水的重量份数为190份-194.3份，所述石粉的重量份数为75份-75.4份，所述砂的重量份数为1290份-1314份，所述水泥、砂、石粉和水的质量比为100:453:26:67。
5.根据权利要求1所述的一种抹灰抗裂防水砂浆，其特征在于：所述水泥的重量份数为280份-293份，所述防水剂的重量份数为11.2份-11.7份，所述水泥和防水剂的质量比为25:1。
6.根据权利要求1所述的一种抹灰抗裂防水砂浆，其特征在于：所述防水剂采用广州黄榜建材有限公司生产的型号为HB-7的防水剂。
7.根据权利要求1所述的一种抹灰抗裂防水砂浆，其特征在于，所述外加剂由增稠保水剂和开放时间调节剂按照质量比为15:4的比例混合而成。
8.根据权利要求7所述的一种抹灰抗裂防水砂浆，其特征在于：所述增稠保水剂采用广州浪淘砂建材有限公司生产的型号为LD-203的增稠保水剂，所述开放时间调节剂采用广州浪淘砂建材有限公司生产的型号为LD-10N的开放时间调节剂。
9.一种抹灰抗裂防水砂浆的制备方法，用于制备如权利要求1-8任一所述一种抹灰抗裂防水砂浆，其特征在于，包括以下步骤：按配比称量原料组分，先将水泥、石粉、聚丙烯抗裂纤维和砂预先混合搅拌1min-2min，接着拌入水、外加剂、防水剂、古马隆树脂和磷酸二氢铝，搅拌混合3min-5min，即得所述砂浆。
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