CN114315296A

CN114315296A - 一种石膏基彩色饰面砂浆及制备方法

Info

Publication number: CN114315296A
Application number: CN202111528949.5A
Authority: CN
Inventors: 李清萍; 黄才芝; 杨秀丽; 崔恩田; 王翔; 吕梦莹; 雷定坤; 侯贵华
Original assignee: Yancheng Institute of Technology
Current assignee: Yancheng Institute of Technology
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本发明公开了一种石膏基彩色饰面砂浆及制备方法，该石膏基彩色饰面砂浆包括：石膏20～25份、铝酸盐水泥5～10份、硅酸盐水泥0～5份、粉煤灰1～5份、石英砂70～80份、添加剂3～6份、颜料0.5～1.0份，水的添加量为石膏、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥总质量60‑70％。本发明的石膏基彩色饰面砂浆实现了对墙体饰面砂浆泛碱的控制，各项性能优异，制备的抗泛碱彩色饰面砂浆在使用过程中具有无泛白、不开裂、强度高、质量轻、防水、透气、耐久性好及颜色与造型丰富等特点，适合建筑物的室内或室外墙面装饰。本发明的石膏基彩色饰面砂浆制备简单，原料来源丰富，可以工业化大量生产使用。

Description

一种石膏基彩色饰面砂浆及制备方法

技术领域

本发明属于建筑装饰材料领域，具体涉及一种石膏基彩色饰面砂浆及制备方法。

背景技术

饰面砂浆是一种新型墙体装饰材料，主要由胶凝材料、骨料、聚合物、外加剂及颜料组成，是一种新型墙体装饰材料。这种装饰材料在很多国家已大量代替涂料、瓷砖等用于墙体装饰，得到广泛的应用。而目前的硅酸盐水泥基饰面砂浆容易出现泛白和色差等问题，严重影响建筑墙体的美观，所以一直得不到推广应用。

专利CN 104045307 B公开了一种饰面砂浆及其制备方法，该发明是由下列重量份的原料组成：铝酸盐水泥40～80份、硅酸盐水泥1～30份、半水石膏20～30份、石英砂350～400份、乳胶粉4～12份、纤维素醚0.1～0.5份、缓凝剂0.01～0.5份、颜料1～9份、水75～90份；其中，铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和半水石膏三者之和为100份。该发明的饰面砂浆虽然不易泛白，耐沾污性好，粘结强度高，色泽持久，防水透气性好，但是由于体系中硅酸盐水泥用量较高，在水泥水化时难免会生成较多的Ca(OH)₂，后期会随水分的蒸发迁移到表面，形成碳酸钙而引气泛碱现象，石膏的加入也会产生较多的钙矾石，在后期会被碳化和发生晶体转化而使体系强度发生倒缩，存在耐久性问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种全新的石膏基彩色饰面砂浆，有效解决现有饰面砂浆易出现泛碱现象的问题，该彩色饰面砂浆具有无泛白、不开裂、强度高、质量轻、防水、透气、耐久性好及颜色与造型丰富等特点。

本发明还提供所述的石膏基彩色饰面砂浆的制备方法。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种石膏基彩色饰面砂浆，按重量份包括以下原料：

石膏20～25份、铝酸盐水泥5～10份、硅酸盐水泥2～5份、粉煤灰1～5份、石英砂70～80份、添加剂3～6份、颜料0.5～1.0份；水的添加量为石膏、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥总质量的60-70％。

其中，所述添加剂包含可再分散乳胶粉、保水剂、消泡剂、防水剂和减水剂；其质量比为2.0～5.0：0.1～0.2：0.05～0.15：0.2～0.5：0.5～1.5。

作为优选，所述可在分散乳胶粉为疏水性乳胶粉，具体为醋酸乙烯酯-乙烯-高级脂肪酸共聚乳胶粉、醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚乳胶粉、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚乳胶粉中的一种或多种。

作为优选，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚中的一种，其粘度为10000～50000mPa·s。

作为优选，所述消泡剂为有机硅消泡剂和聚醚消泡剂其中的一种；所述防水剂为聚硅氧烷类粉末防水剂，有效含量≥99％。

作为优选，所述减水剂为磺化三聚氰胺减水剂、氨基磺酸钠减水剂其中的一种或两种复掺。

其中，所述石膏为半水石膏，白度≥85％，粒径≥200目。

其中，所述铝酸盐水泥为Al₂O₃含量在60～65％的铝酸盐水泥。

其中，所述硅酸盐水泥为PI42.5硅酸盐水泥。

其中，所述粉煤灰为灰白色I级粉煤灰，粒径≥500目；所述砂采用不同粒径的石英砂配比而成，其粒径与质量配比如下，30～50目:70～100目＝2:1-4:1。

作为优选，所述30～50目:70～100目＝3:1。

其中，所述颜料为无机颜料和有机颜料其中的一种或两种混合。

进一步地，所述水为普通自来水。

本发明所述的石膏基彩色饰面砂浆的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照质量比将各组分称好：包括石膏、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰、石英砂、添加剂、颜料和水。

(2)将石膏、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰、石英砂、颜料和添加剂用搅拌机快速搅拌进行充分混合，制成干混砂浆，搅拌时间为1-2min，搅拌速率为300-500r/min。

(3)将混合好的干混砂浆倒入砂浆搅拌机中，在启动砂浆搅拌机时加入已称量好的水，搅拌2-4min，即制成石膏基彩色饰面砂浆成品。

本发明所用可再分散乳胶粉为三元共聚乳胶粉，具有更优异的疏水效果和成膜性，提高饰面砂浆的物理性能，实现从物理角度抑制泛碱的发生，有利于抑制饰面砂浆泛碱，不会造成化学污染和降低饰面砂浆的耐久性。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的石膏基彩色饰面砂浆选用的可再分散乳胶粉为三元共聚乳胶粉，具有较好的疏水性能，可在分散乳胶粉在胶凝材料水化过程中会形成一层坚固的疏水膜层吸附在水化晶体表面，从而可以大大降低饰面砂浆的吸水能力，阻断外界环境中水分进入到砂浆内部，并且本发明通过其他原材料的复配增加了饰面砂浆的密实度，两者相辅相成，可以减少砂浆内部可溶性盐向表面的迁移，达到抑制饰面砂浆泛碱的效果。

本发明的石膏基彩色饰面砂浆实现了对墙体饰面砂浆泛碱的控制，其各项性能优异，并且制备的抗泛碱彩色饰面砂浆在使用过程中具有无泛白、不开裂、强度高、质量轻、防水、透气、耐久性好及颜色与造型丰富等特点，非常适合建筑物的室内或室外墙面装饰。

本发明的石膏基彩色饰面砂浆选用石膏、铝酸盐水泥和硅酸盐水泥复配作为主要胶凝材料，利用三者之间的水化特性，从根本上可以减少可溶性盐Ca(OH)2的产生，并且选用的粉煤灰起到火山灰效应，从而很大程度上减少了盐溶液的产生，增加饰面砂浆的强度；保水剂、消泡剂、防水剂和减水剂的复合应用增加了饰面砂浆的密实度、疏水性和强度，可再分散乳胶粉增加了饰面砂浆的疏水性和工作性，进而减少了盐溶液的迁移途径，增加其耐久性。

本发明制备过程简单方便，只需要简单的混合，可以大规模工业化生产应用。本发明的饰面砂浆是可以应用于外墙而代替瓷砖做装饰以及造型，并且饰面砂浆成本低，操作和制备简单，属于绿色环保装饰材料。

附图说明

图1为实施例1与对比例1饰面砂浆初次泛碱(A)和二次泛碱(B)表面情况直观图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1

石膏基彩色饰面砂浆所用原材料按重量份如下：石膏20份、铝酸盐水泥8份、硅酸盐水泥2份、粉煤灰4份、石英砂70份、添加剂5份、颜料1份、水灰比0.66(水与石膏、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥三者总质量的质量比为0.66)。

其中添加剂中可再分散乳胶粉、保水剂、消泡剂、防水剂、减水剂的比例为2:0.15:0.1:0.5:0.6。

分散乳胶粉为疏水性乳胶粉为乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚乳胶粉。

保水剂为羟丙基甲基纤维素醚、其粘度为40000mPa·s；消泡剂为有机硅消泡剂；防水剂为聚硅氧烷粉末防水剂，有效含量≥99％；减水剂为磺化三聚氰胺减水剂；石膏为半水石膏，白度≥85％，粒径≥200目；铝酸盐水泥为CA-60铝酸盐水泥；硅酸盐水泥为PI42.5硅酸盐水泥；粉煤灰为灰白色I级粉煤灰，粒径≥500目；砂采用不同粒径的石英砂配比而成，其粒径与用量(重量份)如下，20～50目为50份，70～100目为20份；颜料为氧化铁红。

其制备步骤为：

(2)将石膏、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰、石英砂、颜料和添加剂用搅拌机快速搅拌进行充分混合，制成干混砂浆，搅拌时间为2min，搅拌速率为350r/min。

(3)将混合好的干混砂浆倒入砂浆搅拌机中，在启动砂浆搅拌机时加入已称量好的水，搅拌2min，即制成石膏基彩色饰面砂浆成品。

实施例2

实施例2与实施例1的组分相同不同之处在于：石膏基彩色饰面砂浆所用原材料按质量配比重量份如下：石膏20份、铝酸盐水泥5份、硅酸盐水泥1份、粉煤灰1份、石英砂75份、添加剂3份、颜料0.5份、水灰比0.6。

其中添加剂中可再分散乳胶粉、保水剂、消泡剂、防水剂、减水剂的比例为4:0.1:0.05:0.2:0.5。

分散乳胶粉为疏水性乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳胶粉；

保水剂为羟乙基甲基纤维素醚、其粘度为10000mPa·s；消泡剂为聚醚消泡剂；防水剂为聚硅氧烷粉末防水剂，有效含量≥99％；减水剂为氨基磺酸钠减水剂；石膏为半水石膏，白度≥85％，粒径≥200目；铝酸盐水泥为CA-60铝酸盐水泥；硅酸盐水泥为PI42.5硅酸盐水泥；粉煤灰为灰白色I级粉煤灰，粒径≥500目；砂采用不同粒径的石英砂配比而成，其粒径与用量(重量份)如下，20～50目为50份，70～100目为25份；颜料为氧化铁红。

其制备步骤为：

(2)将石膏、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰、石英砂和添加剂用搅拌机快速搅拌进行充分混合，制成干混砂浆，搅拌时间为1min，搅拌速率为500r/min。

(3)将混合好的干混砂浆倒入砂浆搅拌机中，在启动砂浆搅拌机时加入已称量好的水，搅拌3min，即制成石膏基彩色饰面砂浆成品。

实施例3

实施例3与实施例1的组分相同不同之处在于：石膏基彩色饰面砂浆所用原材料按质量配比重量份如下：石膏25份、铝酸盐水泥10份、硅酸盐水泥5份、粉煤灰5份、石英砂80份、添加剂6份、颜料1份、水灰比0.7。

其中添加剂中可再分散乳胶粉、保水剂、消泡剂、防水剂、减水剂的比例为5:0.2:0.15:0.5:1。

分散乳胶粉为疏水性乳胶粉为醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚乳胶粉；

保水剂为羟丙基甲基纤维素醚、其粘度为40000mPa·s；消泡剂为有机硅消泡剂；防水剂为聚硅氧烷粉末防水剂，有效含量≥99％；减水剂为磺化三聚氰胺减水剂；石膏为半水石膏，白度≥85％，粒径≥200目；铝酸盐水泥为CA-60铝酸盐水泥；硅酸盐水泥为PI42.5硅酸盐水泥；粉煤灰为灰白色I级粉煤灰，粒径≥500目；砂采用不同粒径的石英砂配比而成，其粒径与用量(重量份)如下，20～50目为64份，70～100目16份；颜料为氧化铁红。

其制备步骤为：

(2)将石膏、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰、石英砂和添加剂用搅拌机快速搅拌进行充分混合，制成干混砂浆，搅拌时间为2min，搅拌速率为300r/min。

(3)将混合好的干混砂浆倒入砂浆搅拌机中，在启动砂浆搅拌机时加入已称量好的水，搅拌4min，即制成石膏基彩色饰面砂浆成品。

对比例1

对比例1与实施例1的组分相同不同之处在于：不加入铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、为乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚乳胶粉。

对比例2

对比例2与实施例1的组分相同，不同之处在于：不加入铝酸盐水泥、为乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚乳胶粉。

对比例3

对比例3与实施例1的组分相同，不同之处在于：不加入硅酸盐水泥、为乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚乳胶粉。

对比例4

对比例4与实施例1的组分相同，不同之处在于：不加入石膏、为乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚乳胶粉。

对比例5

对比例5与实施例1的组分相同，不同之处在于：其中添加剂中不含有可再分散乳胶粉：乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚乳胶粉。

试验例1

根据JCT 1024—2019墙体饰面砂浆标准对实施例1和对比例1-5所制备的石膏基彩色饰面砂浆性能进行表征与测试，其结果与墙体饰面砂浆标准对比如表1所示，从表1中可以看到，本发明实施例1制备的石膏基彩色饰面砂浆的各项性能均满足标准，甚至高于标准，尤其是力学性能和耐水性。如图1所示，为饰面砂浆抗泛碱性测试，其测试过程是按照JCT 1024—2019墙体饰面砂浆标准进行的，测试结果有很强的对比性，可进一步说明本发明制备的饰面砂浆在使用过程中可以有效的解决泛白问题，对今后饰面砂浆在生活中的应用具有重要的意义和指导作用。

实施例1通过铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和石膏的复配，一方面使砂浆物理性能达到较高的水平，增加其使用耐久性，另一方面对泛碱也有一定的抑制作用，但不会完全抑制。当在三元乳胶粉作用下，使砂浆具有较好的疏水性能，并且三元乳胶粉在胶凝材料水化过程中会形成一层坚固的疏水膜层吸附在砂浆内部结构的表面，从而降低饰面砂浆的吸水能力，并阻断外界环境中水分进入到砂浆内部，达到完全抑制饰面砂浆泛碱的效果。由于硅酸盐水泥在水化过程中会产生大量的Ca(OH)₂，并且随着水泥内部拌合水的蒸发迁移到砂浆表面，而Ca(OH)₂极易被碳化形成碳酸钙，而对比例1虽然不含铝酸盐水泥和硅酸盐水泥，但是由于石膏在整体占比中的提升，石膏会产生一定的Ca(OH)₂和钙矾石，同时由于没有加入三元聚合乳胶粉，所以会有较严重泛碱发生，同时单一石膏会造成轻微粉化。

本发明抑制泛碱主要在于三元共聚乳胶粉的使用(对比例5)，而铝酸盐水泥，硅酸盐水泥和石膏作为胶凝材料，三者复配可以使砂浆的强度有很大的提升，但是三者的复配对抑制泛碱有一定的作用，当不使用三元共聚乳胶粉会造成较严重的泛碱。当不使用石膏时(对比例4)，铝酸盐水泥和硅酸盐水泥都有较强的收缩性，对后期的养护条件要求高，不然会出现体积收缩，造成强度下降和其他安全事故，同时会造成很严重的泛碱。当去除铝酸盐水泥时(对比例2)，由于硅酸盐水泥在水化过程中会产生大量的Ca(OH)₂，并且随着水泥内部拌合水的蒸发迁移到砂浆表面，极易造成泛碱现象，并且体系中铝离子非常少，则生产的钙矾石也相对较少，前期强度会不高，不易能满足施工条件。而硅酸盐水泥主要提供硅源和碱性环境，增加反应程度，并且生成的CSH凝胶比较稳定，有利于砂浆后期力学性能的保持，而当不使用硅酸盐水泥(对比例3)，其中铝酸盐水泥水化后产生的CAH₁₀和C₂AH₈不稳定，后期会转变成C₃AH₆，造成强度倒缩，不利于砂浆的使用，对比例3由于没有硅酸盐水泥，胶凝材料在水化过程中不会产生大量的Ca(OH)₂，从原料组成中就可以减弱泛碱的发生，但是产生的水化铝酸钙会有部分被碳化形成碳酸钙，依旧会轻微泛碱，并且石膏的存在也会石膏会产生一定的Ca(OH)₂和钙矾石造成较严重的泛碱，当加入三元乳胶粉后，可以将泛碱完全抑制掉。此外，对比例1-4中若都加入特定比例的三元共聚乳胶粉都会显著改善泛碱，基本也不会产生泛碱现象。

综上，铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和石膏之间的复配对泛碱的抑制是有一定的效果的，但是依然泛碱较重，本发明在三元共聚乳胶粉的作用下，铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和石膏三者复配出的饰面砂浆可以有效解决泛碱的问题。由于泛碱是无机胶凝材料中可溶性盐的造成的，与胶凝材料本身有着较强的联系，本发明特定比例添加的三元聚合乳胶粉的作用就是阻止这一现象的发生的效果较好，所以本发明重点在于三元共聚乳胶粉、铝酸盐水泥，硅酸盐水泥、石膏的结合及其配比，尤其是三元共聚乳胶粉，与其他乳胶粉的不同之处为：本发明使用的三元共聚乳胶粉性能更优异，用量更少。

表1实施例1与对比例1饰面砂浆的性能

注：表1中的性能测试方法参照JCT 1024～2019墙体饰面砂浆标准。

Claims

1.一种石膏基彩色饰面砂浆，其特征在于，按重量份包括以下原料：

2.根据权利要求1所述的石膏基彩色饰面砂浆，其特征在于，所述添加剂包含可再分散乳胶粉、保水剂、消泡剂、防水剂和减水剂；其质量比优选为2.0～5.0：0.1～0.2：0.05～0.15：0.2～0.5：0.5～1.5。

3.根据权利要求2所述的石膏基彩色饰面砂浆，其特征在于，所述可在分散乳胶粉为三元聚合疏水性乳胶粉，具体为醋酸乙烯酯-乙烯-高级脂肪酸共聚乳胶粉、醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚乳胶粉、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚乳胶粉中的一种或多种；所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚中的一种，其粘度为10000～50000mPa·s。

4.根据权利要求2所述的石膏基彩色饰面砂浆，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂和聚醚消泡剂其中的一种；所述防水剂为聚硅氧烷类粉末防水剂，有效含量≥99％；所述减水剂为磺化三聚氰胺减水剂、氨基磺酸钠减水剂其中的一种或两种复掺。

5.根据权利要求1所述的石膏基彩色饰面砂浆，其特征在于，所述石膏为半水石膏，白度≥85％，粒径≥200目。

6.根据权利要求1所述的石膏基彩色饰面砂浆，其特征在于，所述铝酸盐水泥为Al₂O₃含量在60～65％的铝酸盐水泥。

7.根据权利要求1所述的石膏基彩色饰面砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥为PI42.5硅酸盐水泥。

8.根据权利要求1所述的石膏基彩色饰面砂浆，其特征在于，所述粉煤灰为灰白色I级粉煤灰，粒径≥500目；所述砂采用不同粒径的石英砂配比而成，其粒径与质量配比如下，20～50目:70～100目＝2:1-4:1。

9.根据权利要求1所述的石膏基彩色饰面砂浆，其特征在于，所述颜料为无机颜料和有机颜料其中的一种或两种混合。

10.一种根据权利要求1所述的石膏基彩色饰面砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按照比例将各组分称好：包括石膏、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰、石英砂、添加剂、颜料和水；

(2)将石膏、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰、石英砂、颜料和添加剂用搅拌进行充分混合，制成干混砂浆，搅拌时间为1-2min，搅拌速率为300-500r/min。

(3)将混合好的干混砂浆加入水，搅拌2-4min，即制成石膏基彩色饰面砂浆成品。