CN114702261A - 一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂及其制备方法。一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂，所述的抑碱剂包括：硅藻土、和/或硅酸钠、和/或沉淀白炭黑，还包括可再分散乳胶粉。本发明还公开了该抑碱剂的制备方法和使用方法。本发明所述的一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂及其制备方法，通过与水化产物氢氧化钙反应生成不溶于水的硅酸钙沉淀物从而堵塞和降低砂浆孔隙率，并将孔径大的有害孔转化为无害孔和少害孔，阻断碱盐迁移的通道达到抑碱。此外，抑碱剂中的乳胶粉成膜后，阻断孔隙和裂缝通道而抑制泛碱。并且本发明抑碱剂储存、使用方便，抑碱性能优越，适用于水泥基装饰砂浆的制备。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂及其制备方法。
背景技术
水泥基装饰砂浆是一种由无机胶凝材料、细骨料、外加剂、填料等组成的无机粉末装饰材料，具有价廉、装饰风格多样、健康安全、环境友好、性能持久、施工方便等优点。在许多欧洲国家，装饰砂浆已替代涂料和瓷砖，被广泛应用于建筑外墙装饰。但由于装饰砂浆存在的泛碱和色差问题，导致在我国市场占有率和认知度都较低。如何抑制装饰砂浆泛碱已成为一个急需攻克的难点问题。
装饰砂浆泛碱是由于水泥水化产生的Ca(OH)2与骨料中少量可溶性盐在水中溶解后随自由水蒸发，以毛细孔为通道迁移到材料表面，部分可溶性盐在水分蒸发后直接沉淀在表面形成白霜，迁移至表面的Ca(OH)2与空气中的CO2反应生成碳酸盐沉淀在表面形成白霜而泛碱。
有鉴于此，为了克服装饰砂浆泛碱问题，本发明提出一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂及其制备方法、使用方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂，该抑碱剂可降低和减少砂浆孔隙率或改善孔结构分布，同时中和Ca(OH)2，掺加使用后可显著抑制装饰砂浆泛碱程度。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂，所述的抑碱剂包括：硅藻土、和/或硅酸钠、和/或沉淀白炭黑，还包括可再分散乳胶粉。
进一步的，所述的硅藻土的含量为：0-70％；
所述的硅酸钠的含量为：0-70％；
所述的沉淀白炭黑的含量为：0-10％；
所述的可再分散乳胶粉的含量为：15-30％。
再进一步的，所述的抑碱剂包括：硅藻土、硅酸钠、沉淀白炭黑和可再分散乳胶粉。
进一步的，所述的硅藻土中活性SiO2含量不低于80％，火山灰活性大于100，细度大于500目。
进一步的，所述的硅酸钠模数为2.5-3.6，细度200目。
再进一步的，所述的硅酸钠模数为3.4-3.6。
进一步的，所述的沉淀白炭黑中活性SiO2含量不小于90％，火山灰活性大于100，比表面积大于100m2/g，细度大于500目。
进一步的，所述的可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯类的耐碱乳胶粉，细度大于100目。
本发明的另一个目的在于提供上述抑碱剂的制备方法，该制备方法简单，混合均匀。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
上述的制备方法为：先将可再分散乳胶粉与1-2倍用量的其他原料混合均与后，再与剩余原料混合均匀。
本发明的还有一个目的在于提供上述抑碱剂的使用方法，该使用方法简单。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
所述的使用方法为：按照砂浆中水泥用量4-10％的添加量，将所述的抑碱剂混合到装饰砂浆中的水泥中。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明的装饰砂浆抑碱剂中硅藻土含有大量活性SiO2，能够与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成水化硅酸钙，消耗砂浆体系内Ca(OH)2含量，减少装饰砂浆泛碱的主要来源，其生成的难溶性结晶产物亦能改善砂浆孔结构，减少可溶性盐碱迁移的毛细孔道，降低砂浆吸水率，从而达到抑制装饰砂浆泛碱的效果。
2.本发明的装饰砂浆抑碱剂中高模数硅酸钠能够与Ca(OH)2反应生成难溶于水的硅酸钙类结晶物，既能减少可溶性Ca(OH)2含量，难溶产物能够阻塞砂浆内部孔隙，显著降低砂浆吸水性，提高砂浆强度，并抑制泛碱。
3.本发明的装饰砂浆抑碱剂中沉淀白炭黑是一种高活性的无定形活性SiO2，具有较大的比表面积。应用于装饰砂浆中，具有超级火山灰活性和诱导水泥水化的效应，极少量即可抑制泛碱，反应速度快，能够与Ca(OH)2反应生成难溶于水的硅酸钙类结晶体。
4.本发明的装饰砂浆抑碱剂中可再分散乳胶粉在砂浆中再分散后形成高分子膜，隔断砂浆中水的移动，并填充砂浆的毛细孔，进一步阻隔水与盐碱的迁移，实现对装饰砂浆泛碱的抑制作用。
5.掺加了本发明抑碱剂的装饰砂浆，与未掺加的装饰砂浆相比，养护同样周期，经过同样抗泛碱试验，完全浸水24h并风干后，发现本发明的装饰砂浆泛碱抑制剂能够显著抑制装饰砂浆泛碱。且本发明的泛碱抑制剂能够显著降低砂浆的吸水率，提高砂浆强度。
6.通过优化抑碱剂的组成，制备的固体粉末化抑碱剂，具有生产、储存、运输、使用便利的特点。可以依据装饰砂浆的组成与抑碱质量要求，调整抑碱剂的加入量，达到较好的抑碱效果。
说明书附图
图1为硅酸钠模数对装饰砂浆泛碱面积和泛碱灰度的影响；
图2为硅酸钠细度对装饰砂浆泛碱面积和泛碱灰度的影响。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂及其制备方法，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂及其制备方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
下面将结合具体的实施例，对本发明一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂及其制备方法做进一步的详细介绍：
从泛碱的形成机理，可得出形成泛碱的几个必要条件：(1)有大量溶解可溶性盐碱的水；(2)可溶性盐和氢氧化钙；(3)有孔隙裂缝；(4)干湿循环和冷热交替的外部环境。由此可知，通过阻断泛碱形成条件的其中之一，即可抑制泛碱。本发明从降低砂浆孔隙率和改善孔结构及中和氢氧化钙入手，克服装饰砂浆泛碱问题。本发明的技术方案为：
一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂，所述的抑碱剂包括：硅藻土、和/或硅酸钠、和/或沉淀白炭黑，还包括可再分散乳胶粉。
优选的，所述的硅藻土的含量为：0-70％；
所述的硅酸钠的含量为：0-70％；
所述的沉淀白炭黑的含量为：0-10％；
所述的可再分散乳胶粉的含量为：15-30％。
进一步优选的，所述的抑碱剂包括：硅藻土、硅酸钠、沉淀白炭黑和可再分散乳胶粉。
优选的，所述的硅藻土中活性SiO2含量不低于80％，火山灰活性大于100，为白色粉末状或浅白色粉末，粉末细度在500目以上。
优选的，所述的硅酸钠模数为2.5-3.6，为白色粉末状，细度200目左右。
进一步优选的，所述的硅酸钠模数为3.4-3.6。
限定硅酸钠模数参数的目的是为了降低材料早期在水中的溶解度，防止硅酸钠中的硅酸根离子在水泥硬化稳定前就与氢氧化钙反生反应而浪费了硅酸钠，此时生成的硅酸钙不具有抑碱的性能。同时，硅酸钠模数也不能过高，过高后硅酸钠在水中的溶解度很低，也会影响与氢氧化钙的反应，生成的不溶于水的反应产物硅酸钙量过少，影响对孔隙裂缝的堵塞效果，从而影响抑碱效果。
优选的，所述的沉淀白炭黑中活性SiO2含量不小于90％，火山灰活性大于100，比表面积大于100m2/g，细度大于500目。
优选的，所述的可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯类的耐碱乳胶粉，细度大于100目。
本发明抑碱原理就是依据抑碱剂中的二氧化硅和水泥水化的产生的二氧化钙反应生成不溶于水的硅酸钙凝胶堵塞孔隙和裂缝而达到抑碱的目的。而二氧化硅含量越大，火山灰活性越高，细度越细，与氢氧化钙生成的不溶于水的硅酸钙量就越多，抗泛碱的效果越好。
火山灰活性是指物质与氢氧化钙在一定条件下反应生成水化硅酸钙的能力，其值越大，与氢氧化钙反应生成的产物越多，抑碱能力越强。
上述的抑碱剂的制备方法为：先将可再分散乳胶粉与1-2倍用量的其他原料混合均与后，在不超过100转/分钟的低速搅拌下混合均匀，以防可再分散乳胶粉粘连。混合均与后，再与剩余原料混合均匀，得所述的抑碱剂。
乳胶粉是高分子物质，具有相互的粘结性，如果单独高速搅拌，搅拌本身产生的力以及搅拌产生的温度升高都有可能是乳胶粉自身黏结成团，不利于乳胶粉的分散均匀。
上述的抑碱剂的使用方法为：按照水泥用量4-10％的添加量，将所述的抑碱剂混合到装饰砂浆中的水泥中，混合均匀后，按照装饰砂浆的正常施工程序进行施工即可。
实施例中原料的要求：
硅藻土中活性SiO2含量不低于80％，火山灰活性大于100，为白色粉末状或浅白色粉末，粉末细度在500目以上。
硅酸钠模数为2.5-3.6，为白色粉末状，细度200目左右。
沉淀白炭黑中活性SiO2含量不小于90％，火山灰活性大于100，比表面积大于100m2/g，细度大于500目。
可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯类的耐碱乳胶粉，细度大于100目。
实施例1.
(1)原料：70重量份的硅藻土，30重量份的可再分散乳胶粉。
(2)制备：将70重量份的硅藻土和30重量份的可再分散乳胶粉在不超过100转/分钟的低速搅拌下混合均匀，得抑碱剂。
将该抑碱剂按照砂浆中水泥质量的4.0％比例加入砂浆，调整砂浆稠度约70-80mm，用搅拌机搅拌均匀得装饰砂浆，按照正常的施工程序进行施工即可。
实施例2.
(1)原料：70重量份的高模数硅酸钠，30重量份的可再分散乳胶粉。
(2)制备：将70重量份的高模数硅酸钠和30重量份的可再分散乳胶粉在不超过100转/分钟的低速搅拌下混合均匀，得抑碱剂。
将该抑碱剂按照砂浆中水泥质量的4.0％比例加入砂浆，调整砂浆稠度约70-80mm，用搅拌机搅拌均匀得装饰砂浆，按照正常的施工程序进行施工即可。
实施例3.
(1)原料：7重量份的沉淀白炭黑，67重量份的高模数硅酸钠，26重量份的可再分散乳胶粉。
(2)制备：先将26重量份的可再分散乳胶粉和26重量份的高模数硅酸钠在不超过100转/分钟的低速搅拌下混合均匀后，再与7重量份的沉淀白炭黑和剩余高模数硅酸钠混合均匀，得抑碱剂。
将该抑碱剂按照砂浆中水泥质量的4.0％比例加入砂浆，调整砂浆稠度约70-80mm，用搅拌机搅拌均匀得装饰砂浆，按照正常的施工程序进行施工即可。
实施例4.
(1)原料：38重量份的硅藻土，8重量份的沉淀白炭黑，31重量份的高模数硅酸钠，23重量份的可再分散乳胶粉。
(2)制备：先将23重量份的可再分散乳胶粉和23重量份的硅藻土在不超过100转/分钟的低速搅拌下混合均匀后，再与7重量份的沉淀白炭黑、31重量份的高模数硅酸钠和剩余的硅藻土混合均匀，得抑碱剂。
将该抑碱剂按照砂浆中水泥质量的4.0％比例加入砂浆，调整砂浆稠度约70-80mm，用搅拌机搅拌均匀得装饰砂浆，按照正常的施工程序进行施工即可。
实施例1-4的装饰砂浆相同。
对比例1.
采用与实施例相同配比的装饰砂浆，不加抑碱剂，稠度约70-80mm，在同样条件下进行施工和对比实验。
按照JC/T 1024-2007规定测得28d装饰砂浆抗折、抗压强度，将装饰砂浆刮涂于水泥板，采用完全浸水法，测得装饰砂浆泛碱面积和吸水率，测定结果如表1所示。
表1 装饰砂浆的性能测试结果
由表1结果可知，与对比例相比，添加少量抑碱剂制备的水泥基装饰砂浆，显著抑制了装饰砂浆的泛碱现象，同时降低了装饰砂浆的吸水率，多数实施例的力学强度也提高了。泛碱面积的大幅度降低，使装饰砂浆的外观形貌得到了极大的提升。在抑碱剂添加量为4％的条件下，实施例1、2、3、4较对照组装饰砂浆的泛碱面积分别降低了：70％、72％、89％、94％。说明以合理配比制成的抑碱剂，在掺量较小时抑碱效果：四组分>三组分>双组份。从实施例的抗泛碱效果看，加入沉淀白炭黑的效果最好。
实施例5.
(1)原料：50重量份的硅藻土，10重量份的沉淀白炭黑，10重量份的高模数硅酸钠，30重量份的可再分散乳胶粉。
(2)制备：先将30重量份的可再分散乳胶粉和30重量份的硅藻土在不超过100转/分钟的低速搅拌下混合均匀后，再与10重量份的沉淀白炭黑、10重量份的高模数硅酸钠和剩余的硅藻土混合均匀，得抑碱剂。
将该抑碱剂按照砂浆中水泥质量的8％比例加入砂浆，调整砂浆稠度约70-80mm，用搅拌机搅拌均匀得装饰砂浆，按照正常的施工程序进行施工即可。
实施例6.
实施例6的操作步骤与实施例5的操作步骤相同，不同点在于：硅酸硅酸钠模数，分别选择模数为0.5、1、1.5、2、2.5、3的硅酸钠。测试制备出的产品对装饰砂浆泛碱面积和泛碱灰度的影响，结果如图1所示。
实施例7.
实施例7的操作步骤与实施例5的操作步骤相同，不同点在于：硅酸硅酸钠细度，分别选择细度小于300目的硅酸钠。测试制备出的产品对装饰砂浆泛碱面积和泛碱灰度的影响，结果如图2所示。
结合图1-2可知，硅酸钠细度和模数对装饰砂浆泛碱面积和泛碱灰度都存在影响，优选硅酸钠模数为2.5-3.6，细度200目左右；进一步优选硅酸钠模数为3.5±0.1，也就是3.4-3.6。
实施例8.
(1)原料：40重量份的硅藻土，10重量份的沉淀白炭黑，35重量份的高模数硅酸钠，15重量份的可再分散乳胶粉。
(2)制备：先将15重量份的可再分散乳胶粉和15重量份的硅藻土在不超过100转/分钟的低速搅拌下混合均匀后，再与10重量份的沉淀白炭黑、35重量份的高模数硅酸钠和剩余的硅藻土混合均匀，得抑碱剂。
将该抑碱剂按照砂浆中水泥质量的4.0-10％比例加入砂浆，调整砂浆稠度约70-80mm，用搅拌机搅拌均匀得装饰砂浆，按照正常的施工程序进行施工即可。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种水泥基装饰砂浆的抑碱剂，其特征在于，所述的抑碱剂包括：硅藻土、和/或硅酸钠、和/或沉淀白炭黑，还包括可再分散乳胶粉。
2.根据权利要求1所述的抑碱剂，其特征在于，
所述的硅藻土的含量为：0-70％；
所述的硅酸钠的含量为：0-70％；
所述的沉淀白炭黑的含量为：0-10％；
所述的可再分散乳胶粉的含量为：15-30％。
3.根据权利要求2所述的抑碱剂，其特征在于，
所述的抑碱剂包括：硅藻土、硅酸钠、沉淀白炭黑和可再分散乳胶粉。
4.根据权利要求1所述的抑碱剂，其特征在于，
所述的硅藻土中活性SiO2含量不低于80％，火山灰活性大于100，细度大于500目。
5.根据权利要求1所述的抑碱剂，其特征在于，
所述的硅酸钠模数为2.5-3.6，细度200目。
6.根据权利要求5所述的抑碱剂，其特征在于，
所述的硅酸钠模数为3.4-3.6。
7.根据权利要求1所述的抑碱剂，其特征在于，
所述的沉淀白炭黑中活性SiO2含量不小于90％，火山灰活性大于100，比表面积大于100m2/g，细度大于500目。
8.根据权利要求1所述的抑碱剂，其特征在于，
所述的可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯类的耐碱乳胶粉，细度大于100目。
9.权利要求1所述的抑碱剂的制备方法，其特征在于，
所述的制备方法为：先将可再分散乳胶粉与1-2倍用量的其他原料混合均与后，再与剩余原料混合均匀。
10.权利要求1所述的抑碱剂的使用方法，其特征在于，
所述的使用方法为：按照砂浆中水泥用量4-10％的添加量，将所述的抑碱剂混合到装饰砂浆中的水泥中。
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