CN112209689B - 一种用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆。该砂浆包括白水泥、可再分散乳胶粉、硅灰粉、超塑化剂、抗泛碱剂、硅酸盐等组分，其利用可再分散乳胶粉的粘接和填充作用、硅灰粉对水泥颗粒孔隙的填充作用、超塑化剂的减水机理、抗泛碱剂的疏水抑碱性作用以及硅酸盐能与水泥中钙离子生成凝胶体，填充孔隙通道、增强砂浆致密性，减少钙离子析出砂浆表面，以达到协同防止砂浆泛碱的目的，该砂浆可与装配式外墙板同步预制生产，具有抗泛碱性能优异、憎水性能好、粘接力强、彩色靓丽、施工简单、环保等优点，使装配式外墙瓷砖饰面整体色彩稳定、装饰效果耐久，能经受风吹雨晒而不泛碱、不变色。

Description

一种用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色 填缝砂浆

技术领域

本发明涉及一种建筑砂浆，具体涉及一种用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆，属于建筑材料技术领域。

背景技术

外墙瓷砖是一种无机硅酸盐装饰材料，它具有一定的硬度和强度，而且色彩较为光洁，易清洁，正因为如此，采用瓷砖的建筑外墙饰面得到了广泛的使用，而面砖间所用的填缝材料基本都是用水泥胶材、细集料、憎水剂等外加剂经机械混合后生产成的填缝砂浆，易粉化脱落，且使用过程中容易返碱，脏污瓷砖，使光洁的外墙瓷砖饰面效果大打折扣。

近年来，我国建筑领域实施绿色环保发展战略，积极推广低碳建筑，实行绿色建造方式，推动了建筑产业转型升级。装配式建筑已上升为国家战略性发展重点，推动着建筑业供给侧改革的实施，为建筑业发展的主要趋势。随着装配式建造技术水平不断提升，结构装饰保温一体化装配式外墙板是集合外墙结构、外墙保温、外墙装饰的外墙预制板，已成为混凝土装配式建筑外墙板的研究热点与发展趋势，其可在装配式建筑生产车间做成清水、涂料、瓷砖、石材等多种装饰效果，且具有长效装饰作用。由于是在工厂内完成，不仅可大幅提高施工质量，还可加快施工速度，缩短工期。结构装饰保温一体化装配式外墙板饰面砖一般采用反打生产工艺，一般是先将瓷砖铺好在模具内，然后施工瓷砖粘贴及填缝一体的填缝砂浆，再进行墙板的预制生产，最后拆模养护后运至现场直接安装。而目前的填缝砂浆在使用过程中经过雨水侵蚀后，容易出现泛碱，局部会出现白色斑点或斑块，且对外墙饰面瓷砖污染严重，严重影响了建筑整体美观。填缝砂浆泛碱目前已成为装配式建筑结构装饰保温一体化装配式外墙板瓷砖饰面亟待解决的问题。

填缝砂浆的泛碱问题是目前水泥基材料最常见的应用难题，泛碱的基本原理是水泥水化后产生的氢氧化钙通过孔隙渗透到砂浆或混凝土表面后，与空气中的二氧化碳反应生成白色碳酸钙，沉积在表面而形成泛碱。为契合外墙瓷砖饰面的广泛应用，以及适用结构装饰保温一体化装配式外墙板预制生产工艺特点，急需开发一种用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆。

发明内容

针对上述现有技术中装配式建筑外墙瓷砖饰面用填缝砂浆存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种适用于结构装饰保温一体化预制装配式外墙板饰面砖填缝的抗泛碱彩色填缝砂浆，该抗泛碱彩色填缝砂浆可与结构装饰保温一体化预制装配式外墙板同步预制生产，同时具有优异的抗泛碱性能、憎水性能，且粘接力强、彩色靓丽、节能环保、施工简单，使装配式外墙瓷砖饰面整体具有良好的色彩稳定性、装饰效果耐久，经受风吹雨晒而不泛碱、不变色。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆，该抗泛碱彩色填缝砂浆材料包括以下质量份组分：白水泥30~45份，石英砂40～55份，硅灰粉6～15份，硅藻土2～5份，超塑化剂0.1～2份，可再分散乳胶粉1～4份，润滑剂0.05～0.2份，纤维素和/或纤维素衍生物0.1～0.3份，抗泛碱剂0.3～0.5份，硅酸盐1～3份，色粉0.5～1.5份。

作为一个优选的方案，所述白水泥为白色硅酸盐水泥，强度等级为32.5级或42.5级，白度为2级。 进一步优选，白水泥为强度等级为42.5级白色硅酸盐水泥。对白水泥的白度要求，主要是满足后续调彩色填缝料各种颜色的要求，受水泥颜色影响，否则难以调出。

作为一个优选的方案，所述石英砂优选为精制石英砂，规格为40~80目、100~120目或120~200目。进一步优选，石英砂为100~120目的精制石英砂。

作为一个优选的方案，所述硅灰粉优选为优质硅灰粉，粒径为0.1~0.3μm。进一步优选，硅灰粉粒径为0.1~0.2μm的优质硅灰粉。适当粒度的硅灰粉对水泥颗粒孔隙具有较好的填充作用。

作为一个优选的方案，所述硅藻土为白色硅藻土，细度为800目。优选的硅藻土为硅酸质，具有超纤维、多孔质等特性，超微细孔能够自动吸收空气中的水份，硅藻土对水分的吸收和释放能够产生瀑布效果，将水分子分解成正负离子，由于水分子被包裹，形成正负离子群，然后以水分子为载体，在空气中四处浮游，拥有杀菌能力，有效去除空气中的游离甲醛、苯、氨、VOC等有害物质以及宠物体臭、吸烟、生活垃圾所产生的异味，全面解决空气污染，具有良好的环保效应。

作为一个优选的方案，所述超塑化剂为三聚氰胺高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂、密胺系高效减水剂中的至少一种。这些超塑化剂均购买于巴斯夫公司，如MELMENT®F10、RHEOPLUS 411等等。

作为一个优选的方案， 所述可再分散乳胶粉为乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉中的至少一种。进一步优选，可再分散乳胶粉为苯乙烯与丁二烯共聚胶粉。

作为一个优选的方案，所述纤维素衍生物为甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中至少一种。纤维素衍生物主要作为保水和引气成分，保障砂浆具有较长的可工作时间和良好的可操作性。进一步优选，纤维素衍生物为羟乙基甲基纤维素。

作为一个优选的方案，所述润滑剂为L-鼠李糖和D-半乳糖的复合物。作为一个较优选的方案，所述润滑剂由L-鼠李糖和D-半乳糖按照质量百分比30%~60%：40%~70%组成。优选的润滑剂可以增强水泥砂浆的可塑性、抗下陷能力、抗失水性和批刮性，使砂浆具有优良的施工性能。

作为一个优选的方案，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸锂、硅酸钾中的至少一种。进一步优选硅酸盐为硅酸钠。

作为一个优选的方案，所述抗泛碱剂为有机硅聚合物及无机矿物复合物粉末。

作为一个较优选的方案，所述抗泛碱剂由有机硅聚合物与无机矿物按照质量百分比20%~60%：40%~80%组成。

作为一个较优选的方案，所述有机硅聚合物为端羟基聚甲基苯基硅氧烷、端羟基聚乙基苯基硅氧烷中的至少一种。优选的有机硅聚合物为端基具有反应活性的有机硅聚合物，能够通过化学反应稳定修饰在颗粒物表面，大幅度提高颗粒物表面的疏水性。

作为一个较优选的方案，所述无机矿物为纳米二氧化硅，粒子尺寸范围在20~500纳米，微结构为球形。优选的无机矿物包含的活性纳米二氧化硅可与水泥水化产物氢氧化钙反应，抑制泛碱的发生。

作为一个优选的方案，所述色粉为铁黑、炭黑、铁红、棕红、黄色中的至少一种。

本发明的技术方案提供的用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆通过胶粉颗粒填充在孔隙中，堵塞了水的通道，提高了砂浆的抗渗性能和抗泛碱性；通过利用超塑化剂的减水功能，降低砂浆的用水量，从而提高砂浆的致密性，降低了砂浆的孔隙率，达到减少泛碱的通道、起到抗泛碱的目的；利用抗泛碱剂自身的疏水性，从而提高砂浆的憎水功能，抗泛碱剂中的活性无机矿物可与水泥水化产物氢氧化钙反应，抑制泛碱的发生；通过利用硅酸盐与水泥水化产物中的钙离子反应，生成凝胶体，可以起到物理填充作用，明显降低砂浆的孔隙率，达到填充孔隙通道、防止砂浆泛碱的目的。通过上述作用机理，通过科学的组合、协同，使得抗泛碱彩色填缝砂浆具有良好的憎水性，粘接力强，抗泛碱性好，绿色环保、保色性好，进一步使得装配式外墙饰面整体具有良好的色彩稳定性、装饰效果好，经受风吹雨晒而不泛碱、不变色。

相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益效果。

1）本发明的抗泛碱彩色填缝砂浆通过加入可再分散乳胶粉，提高了砂浆的粘接力，使饰面砖与砂浆间的粘接更牢固，具有优良的耐热性和耐冻融循环性能，避免了饰面砖在高低温循环环境导致的后期脱落的风险；同时胶粉颗粒填充在孔隙中，堵塞了水的通道，提高了砂浆的抗渗性能和抗泛碱性。

2）本发明的硅灰粉粒径小，可填充水泥颗粒孔隙，从而提高结构密度和强度、增强结构的防水能力。

3）本发明的抗泛碱彩色填缝砂浆通过加入超塑化剂，利用超塑化剂的减水机理，减少砂浆的用水量，从而提高砂浆的致密性，降低了砂浆的孔隙率，达到减少泛碱的通道、起到抗泛碱的目的。

4）本发明的抗泛碱彩色填缝砂浆通过添加抗泛碱剂，利用抗泛碱剂自身的疏水性，从而提高砂浆的憎水功能，抗泛碱剂中的活性无机矿物可与水泥水化产物氢氧化钙反应，抑制泛碱的发生。

5）本发明的抗泛碱彩色填缝砂浆通过添加硅酸盐，与水泥水化产物中的钙离子反应，生成凝胶体，可以起到物理填充作用，明显的降低砂浆的孔隙率，达到填充孔隙通道、防止砂浆泛碱的目的。

6）本发明的抗泛碱彩色填缝砂浆通过添加白水泥和色粉，可以对砂浆起到颜色调制效果，使结构装饰保温一体化预制装配式外墙板外观颜色靓丽。

具体实施方式

本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。

以下具体实施例中，如果没有特殊说明，各原料均是直接购买的商品化原料。

实施例1：P·W2 42.5级白水泥30份，100~120目石英砂53份，硅灰粉（0.2μm）12份，硅藻土2份，三聚氰胺高效减水剂0.1份，苯乙烯与丁二烯共聚胶粉1份，羟乙基甲基纤维素0.1份，润滑剂（L-鼠李糖：D-半乳糖=4：6）0.1份，抗泛碱剂（端羟基聚甲基苯基硅氧烷：纳米二氧化硅=2：8）0.3份，硅酸钠1份，铁黑0.4份，将上述原料经混合后加水搅拌均匀即可。

实施例2：P·W2 42.5级白水泥32份，100~120目石英砂50份，硅灰粉（0.2μm）9份，硅藻土3份，三聚氰胺高效减水剂0.5份，苯乙烯与丁二烯共聚胶粉2份，羟乙基甲基纤维素0.2份，润滑剂（L-鼠李糖：D-半乳糖=4：6）0.1份，抗泛碱剂（端羟基聚甲基苯基硅氧烷：纳米二氧化硅=3：7）0.3份，硅酸钠2份，铁黑0.9份，将上述原料经混合后加水搅拌均匀即可。

实施例3：P·W2 42.5级白水泥35份，80~100目石英砂43份，硅灰粉（0.1μm）10份，硅藻土5份，三聚氰胺高效减水剂1.0份，丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉1份，羟丙基甲基纤维素0.3份，润滑剂（L-鼠李糖：D-半乳糖=3：7）0.05份，抗泛碱剂（端羟基聚乙基苯基硅氧烷：纳米二氧化硅=4：6）0.5份，硅酸钠3份，铁黑1.2份，将上述原料经混合后加水搅拌均匀即可。

实施例4：P·W2 42.5级白水泥41份，100~120目石英砂40份，硅灰粉（0.3μm）6份，硅藻土4份，三聚氰胺高效减水剂1.2份，苯乙烯与丁二烯共聚胶粉3份，羟乙基甲基纤维素0.3份，润滑剂（L-鼠李糖：D-半乳糖=6：4）0.2份，抗泛碱剂（端羟基聚甲基苯基硅氧烷：纳米二氧化硅=6：4）0.3份，硅酸钠3份，铁黑1.0份，将上述原料经混合后加水搅拌均匀即可。

对比例1：本对比例与实施例1的区别在于不含有胶粉。具体地说是：P·W2 42.5级白水泥30份，100~120目石英砂53份，硅灰粉（0.2μm）12份，硅藻土2份，三聚氰胺高效减水剂0.1份，苯乙烯与丁二烯共聚胶粉0份，羟乙基甲基纤维素0.1份，润滑剂（L-鼠李糖：D-半乳糖=4：6）0.1份，抗泛碱剂（端羟基聚甲基苯基硅氧烷：纳米二氧化硅=2：8）0.3份，硅酸钠1份，铁黑0.4份，将上述原料经混合后加水搅拌均匀即可。

对比例2：本对比例与实施例1的区别在于不含有抗泛碱剂。具体地说是：P·W242.5级白水泥30份，100~120目石英砂53份，硅灰粉（0.2μm）12份，硅藻土2份，三聚氰胺高效减水剂0.1份，苯乙烯与丁二烯共聚胶粉1份，羟乙基甲基纤维素0.1份，润滑剂（L-鼠李糖：D-半乳糖=4：6）0.1份，抗泛碱剂0份，硅酸钠1份，铁黑0.4份，将上述原料经混合后加水搅拌均匀即可。

对比例3：本对比例与实施例1的区别在于不含有硅酸钠。具体地说是：P·W2 42.5级白水泥30份，100~120目石英砂53份，硅灰粉（0.2μm）12份，硅藻土2份，三聚氰胺高效减水剂0.1份，苯乙烯与丁二烯共聚胶粉1份，羟乙基甲基纤维素0.1份，润滑剂（L-鼠李糖：D-半乳糖=4：6）0.1份，抗泛碱剂（端羟基聚甲基苯基硅氧烷：纳米二氧化硅=2：8）0.3份，硅酸钠0份，铁黑0.4份，将上述原料经混合后加水搅拌均匀即可。

对比例4：本对比例与实施例1的区别在于不含有胶粉、抗泛碱剂、硅酸钠。具体地说是：P·W2 42.5级白水泥30份，100~120目石英砂53份，硅灰粉（0.2μm）12份，硅藻土2份，三聚氰胺高效减水剂0.1份，苯乙烯与丁二烯共聚胶粉0份，羟乙基甲基纤维素0.1份，润滑剂（L-鼠李糖：D-半乳糖=4：6）0.1份，抗泛碱剂0份，硅酸钠0份，铁黑0.4份，将上述原料经混合后加水搅拌均匀即可。

对比例5：本对比例与实施例1的区别在于抗泛碱剂只有聚有机硅氧烷。具体地说是：P·W2 42.5级白水泥30份，100~120目石英砂53份，硅灰粉（0.2μm）12份，硅藻土2份，三聚氰胺高效减水剂0.1份，苯乙烯与丁二烯共聚胶粉1份，羟乙基甲基纤维素0.1份，润滑剂（L-鼠李糖：D-半乳糖=4：6）0.1份，抗泛碱剂（端羟基聚甲基苯基硅氧烷）0.3份，硅酸钠1份，铁黑0.4份，将上述原料经混合后加水搅拌均匀即可。

对比例6：本对比例与实施例1的区别在于抗泛碱剂只有纳米二氧化硅。具体地说是：P·W2 42.5级白水泥30份，100~120目石英砂53份，硅灰粉（0.2μm）12份，硅藻土2份，三聚氰胺高效减水剂0.1份，苯乙烯与丁二烯共聚胶粉1份，羟乙基甲基纤维素0.1份，润滑剂（L-鼠李糖：D-半乳糖=4：6）0.1份，抗泛碱剂（纳米二氧化硅）0.3份，硅酸钠1份，铁黑0.4份，将上述原料经混合后加水搅拌均匀即可。

对比例7：本对比例与实施例1的区别在于不含有硅灰粉。具体地说是：P·W2 42.5级白水泥30份，100~120目石英砂65份，硅灰粉0份，硅藻土2份，三聚氰胺高效减水剂0.1份，苯乙烯与丁二烯共聚胶粉1份，羟乙基甲基纤维素0.1份，润滑剂（L-鼠李糖：D-半乳糖=4：6）0.1份，抗泛碱剂（端羟基聚甲基苯基硅氧烷：纳米二氧化硅=2：8）0.3份，硅酸钠1份，铁黑0.4份，将上述原料经混合后加水搅拌均匀即可。

施工时，将上述各实施例分别加水搅拌为浆体即可使用（水与本产品干粉砂浆的重量比 0.16~0.18），其各项性能检测结果见表1。

表1 各实施例性能检测结果

结果表明，实施例1、实施例2、实施例3、实施例4填缝砂浆在干湿循环10次后表面无发白现象，抗返碱效果优异，而对比例1、对比例2、对比例3、对比例4都有不同程度的泛碱发白现象，其中对比例4发白最严重，说明单一的抗泛碱剂、胶粉、硅酸盐虽然可以较好的减轻泛碱，但并不能完全抑制砂浆表面的泛碱，当这三个组份共同作用时，可以起到非常好的协同效应，完全避免砂浆泛碱。实施例1~4的收缩值和吸水量都明显低于对比例1~4，但对比例1~3的收缩值和吸水量低于对比例4，说明抗泛碱剂、胶粉、硅酸盐都可以明显地降低砂浆的孔隙率，达到填充孔隙通道、利于抑制砂浆泛碱，当这三个组份协同作用时，效果更好。对比例5和对比例6综合性能较实施例1要差，说明当抗泛碱剂由有机硅聚合物及无机矿物复合时，效果最佳。对比例7综合性能较实施例1稍差，说明砂浆配方中加入硅灰粉，有助于进一步改善砂浆的抗泛碱性能。

本发明的用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆各组分在达到一个科学的平衡条件时，可以发挥出最佳的协同效应，具有优异的抗泛碱性能。

Claims (5)

1.一种用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆，其特征在于：包括以下质量份组分：

白水泥30~45份，

石英砂40～55份，

硅灰粉6～15份，

硅藻土2～5份，

超塑化剂0.1～2份，

可再分散乳胶粉1～4份，

润滑剂0.05～0.2份，

纤维素和/或纤维素衍生物0.1～0.3份，

抗泛碱剂0.3～0.5份，

硅酸盐1～3份，

色粉0.5～1.5份；

所述可再分散乳胶粉为乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉中的至少一种；

所述润滑剂由L-鼠李糖与D-半乳糖按照质量百分比30%~60%：40%~70%组成；

所述抗泛碱剂由有机硅聚合物与无机矿物按照质量百分比20%~60%：40%~80%组成；所述有机硅聚合物为端羟基聚甲基苯基硅氧烷、端羟基聚乙基苯基硅氧烷中的至少一种；所述无机矿物为纳米二氧化硅，粒子尺寸范围在20~500纳米，微结构为球形。

2.根据权利要求1所述的用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆，其特征在于：所述白水泥为白色硅酸盐水泥，强度等级为32.5级或42.5级，白度为2级。

3.根据权利要求1所述的用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆，其特征在于：

所述石英砂的规格为40~80目、100~120目或120~200目；

所述硅灰粉的粒径为0.1~0.3μm。

4.根据权利要求1所述的用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆，其特征在于：所述超塑化剂为三聚氰胺高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂、密胺系高效减水剂中至少一种。

5.根据权利要求1所述的用于结构装饰保温一体化的装配式外墙板的抗泛碱彩色填缝砂浆，其特征在于：所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸锂、硅酸钾中至少一种。