CN115626801A - 一种用于外墙保温的抗裂砂浆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及外墙砂浆技术领域，具体涉及一种用于外墙保温的抗裂砂浆；包括以下原料为硅酸盐水泥40～60份、砂石20～40份、改性玻化微珠10～20份、玄武岩纤维10～20份、轻质骨料20～30份、树脂20～30份、引气剂0.05～0.1份、磷酸三丁酯2～3份；以硅酸盐水泥为主要、树脂为辅助凝胶材料，以砂石和轻质骨料为骨架，改性玻化微珠、玄武岩纤维的掺杂，砂浆中分散性和粘结性较好，砂浆不易团聚，砂浆在固化过程中减少干燥收缩程度，减少开裂情况，砂浆固化后有效增强耐冲击、耐候性和耐久性、抗折强度，能够减少因砂浆本身的重力长时间使用造成的脱落，有利于外墙砂浆的长时间使用，具有良好的保温性能和抗裂性能。
Description
技术领域
本发明涉及外墙砂浆技术领域，具体涉及一种用于外墙保温的抗裂砂浆。
背景技术
在现代中高层建筑的使用过程中，发现建筑物外墙散热情况较大，约占建筑物总能源消耗的1/3，对室内保暖影响较为严重，尤其是在北方严寒地区，会增大冬季室内保暖的能源消耗。建筑行业对建筑砂浆的改性，使建筑砂浆具有保温隔热等作用，对提升建筑工程项目质量，提升工程项目的绿色环保性能，促使建筑环保取得更好的效果具有积极的意义。
现有建筑外墙用保温砂浆多为纯无机发泡水泥，不能均匀地形成闭合孔，传热系数较高，水泥厚度较小时，保温效果差，此外，纯无机保温砂浆在干燥候，容易出现开裂的情况，破坏性裂缝不仅会降低建筑的整体保温效果，而且影响建筑物外墙砂浆的耐久性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于外墙保温的抗裂砂浆，砂浆中分散性和粘结性较好，砂浆不易团聚，砂浆在固化过程中减少干燥收缩程度，减少开裂情况，砂浆固化后有效增强耐冲击、耐候性和耐久性、抗折强度，能够减少因砂浆本身的重力长时间使用造成的脱落，有利于外墙砂浆的长时间使用，具有良好的保温性能和抗裂性能。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于外墙保温的抗裂砂浆，包括以下质量份数的原料：
硅酸盐水泥40～60份，砂石20～40份，改性玻化微珠10～20份，玄武岩纤维10～20份，轻质骨料20～30份，树脂20～30份，引气剂0.05～0.1份，磷酸三丁酯2～3份；
用于外墙保温的抗裂砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取质量份数的磷酸三丁酯加入到质量份数的树脂中，混合搅拌均匀后，形成树脂混合物；
步骤二：取质量份数的硅酸盐水泥、砂石、改性玻化微珠、玄武岩纤维、轻质骨料和引气剂加入到混合搅拌机中，混合搅拌20～30min后，加入步骤一中得到的树脂混合物，继续搅拌30～60min，得到砂浆基料；
步骤三：将步骤二中得到的砂浆基料在105～110℃下烘干到恒重，得到用于外墙保温的抗裂砂浆。
进一步优选，砂石为石英砂、矿渣、煤粉灰按照质量比石英砂：矿渣：煤粉灰＝2～3：1：1混合而成，其中，矿渣过60～100目筛，煤粉灰过100～ 120目筛，石英砂为20～30目和40～60目按照1：2～3混合。
进一步优选，改性玻化微珠为丙烯酸包覆的玻化微珠，即取一定量的水性丙烯酸乳液加入去离子水，混合均匀后形成水性丙烯酸乳液混合液，均匀喷涂在玻化微珠表面，然后将喷涂有水性丙烯酸乳液混合液的玻化微珠转移到烘箱中，在105～110℃温度下烘干24h，形成玻化微珠混合球体，之后再将一定量的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷分散在丙酮中，均匀喷洒在玻化微珠混合球体上，80℃温度下烘干1～2h，得到丙烯酸包覆的改性玻化微珠。
进一步优选，玻化微珠、水性丙烯酸乳液、去离子水、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙酮的质量比为玻化微珠：水性丙烯酸乳液：去离子水：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷：丙酮＝1：0.5：0.5：0.005～0.01： 0.1～0.2，所述水性丙烯酸乳液的固含量为40％～45％。
进一步优选，玄武岩纤维为短切玄武岩纤维，短切长度为1～5mm。
进一步优选，轻质骨料为聚苯颗粒、胶粉、水按照质量比为聚苯颗粒：胶粉：水＝3：1：10混合搅拌均匀后，干燥后得到。
进一步优选，树脂为丙烯酸树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚氨酯中的一种或多种。
进一步优选，引气剂为十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠中的一种或多种。
本发明的有益效果：
1、以硅酸盐水泥为主要的凝胶材料，树脂为辅助凝胶材料，起到胶结的作用，以砂石和轻质骨料为骨架材料，一方面起到主要的骨架支撑作用，另一方面轻质骨料起到辅助保温作用，改性玻化微珠发挥主要保温作用，玄武岩纤维的掺杂，使得砂浆具有良好的抗裂性能，引气剂的合理使用，使得砂浆在搅拌和固化过程中产生均匀的气泡，辅助砂浆发挥保温作用，磷酸三丁酯混合到树脂中加入，提高树脂的阻燃效果，使树脂在砂浆中发挥胶结作用的同时，保证具有良好的阻燃效果，此外，改性玻化微珠、轻质骨料与树脂的配合使用，使得改性玻化微珠、轻质骨料在砂浆中分散性和粘结性较好，确保最终得到的砂浆具有较好的保温性能和抗裂性能。
2、砂石为石英砂、矿渣、煤粉灰按照质量比石英砂：矿渣：煤粉灰＝2～ 3：1：1混合而成，其中，矿渣过60～100目筛，煤粉灰过100～120目筛，石英砂为20～30目和40～60目按照1：2～3混合。本发明搭配的颗粒尺寸相互配合，使骨架材料均匀分布在砂浆中，更好的起到骨架支撑作用，矿渣和煤粉灰的使用，代替了部分石英砂的作用，减少了石英砂的使用，另一方面，实现了对矿渣和煤粉灰的资源化利用，有利于节约资源和保护环境。
3、本发明使用玻化微珠，表面封闭玻化、内部为多孔空腔结构，使得砂浆具有良好的保温隔热作用，且不燃、耐老化，本发明为改性玻化微珠为在玻化微珠的表面包覆水性丙烯酸乳液层，待水性丙烯酸乳液层干燥后再喷涂上γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，对玻化微珠的改性，增加了玻化微珠外表面的强度，增强了改性玻化微珠与砂浆中无机物的结合能力，使其在混合搅拌过程中能够保持完整的结构，不易破碎，充分保证玻化微珠发挥其保温隔热作用。
4、玄武岩纤维由玄武岩制成，为无机环保高性能纤维材料，原料来源广，无污染，具有优异的力学性能、较低的传热系数，本发明使用短切玄武岩纤维，在砂浆搅拌过程中均匀分散在砂浆中，不易团聚，砂浆固化时，与砂浆中硅酸盐水泥连接牢固，能够有效增强砂浆固化后的耐冲击、耐候性和耐久性。玄武岩纤维的使用，可以使砂浆在固化过程中减少干燥收缩程度，减少开裂情况，同时，能够增强砂浆固化后的抗折强度。
5、轻质骨料为聚苯颗粒、胶粉、水混合干燥得到，聚苯颗粒全称为膨胀聚苯乙烯泡沫颗粒，中间封闭的孔洞结构隔断热量传播的通道，具有良好的保温作用，且聚苯颗粒被胶粉包裹，具有较高的强度和耐候性，作为骨架材料，具有轻质的特性，一方面起到良好的支撑作用，另一方面用于内外墙砂浆使用中，能够减少因砂浆本身的重力长时间使用造成的脱落，有利于外墙砂浆的长时间使用。
6、引气剂为十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠，含有亲水基和憎水基，在搅拌过程中，亲水基吸附在胶浆界面上，憎水基吸附在空气中，这种吸附作用显著降低了水的表面张力，使得胶浆在搅拌过程中产生大量微气泡，且这些气泡表面具有相同电荷，所以互相排斥并能够均匀分布；另一方面是胶浆中含钙量较高，十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠与钙离中发生反应，生成沉淀，并吸附在气泡膜表面，能有效防止气泡破灭，通过十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠引入的小气泡能够在一定的时间内稳定存在，最终在砂浆固化过程中，在砂浆内部形成均匀的小气洞，合适的引气剂使用量，使砂浆形成发泡砂浆的效果，具有一定的保温隔热作用，分布有均匀小气洞的砂浆，具有蜂窝的结构，砂浆固化后，强度不降低且使砂浆具有轻质的效果，适合于现代住宅内外墙使用。
具体实施方式
下面将对本发明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。
实施例1
一种用于外墙保温的抗裂砂浆，包括以下质量份数的原料：
硅酸盐水泥40份，砂石20份，改性玻化微珠10份，玄武岩纤维10份，轻质骨料20份，树脂20份，引气剂0.05份，磷酸三丁酯2份；
所述改性玻化微珠为丙烯酸包覆的玻化微珠，即取一定量的水性丙烯酸乳液加入去离子水，混合均匀后形成水性丙烯酸乳液混合液，均匀喷涂在玻化微珠表面，然后将喷涂有水性丙烯酸乳液混合液的玻化微珠转移到烘箱中，在105℃温度下烘干24h，形成玻化微珠混合球体，之后再将一定量的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷分散在丙酮中，均匀喷洒在玻化微珠混合球体上，80℃温度下烘干1h，得到丙烯酸包覆的改性玻化微珠；其中玻化微珠、水性丙烯酸乳液、去离子水、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙酮的质量比为玻化微珠：水性丙烯酸乳液：去离子水：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷：丙酮＝1：0.5：0.5：0.005：0.1，所述水性丙烯酸乳液的固含量为40％；
所述砂石为石英砂、矿渣、煤粉灰按照质量比石英砂：矿渣：煤粉灰＝2： 1：1混合而成，其中，矿渣过60目筛，煤粉灰过100目筛，石英砂为20目和40目按照1：2混合；玄武岩纤维为短切玄武岩纤维，短切长度为1mm；树脂为丙烯酸树脂；引气剂为十二烷基硫酸钠；
所述用于外墙保温的抗裂砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取质量份数的磷酸三丁酯加入到质量份数的树脂中，混合搅拌均匀后，形成树脂混合物；
步骤二：取质量份数的硅酸盐水泥、砂石、改性玻化微珠、玄武岩纤维、轻质骨料和引气剂加入到混合搅拌机中，混合搅拌20min后，加入步骤一中得到的树脂混合物，继续搅拌30min，得到砂浆基料；
步骤三：将步骤二中得到的砂浆基料在105℃下烘干到恒重，得到用于外墙保温的抗裂砂浆。
实施例2
一种用于外墙保温的抗裂砂浆，包括以下质量份数的原料：
硅酸盐水泥60份，砂石40份，改性玻化微珠20份，玄武岩纤维20份，轻质骨料30份，树脂30份，引气剂0.1份，磷酸三丁酯3份；
所述改性玻化微珠为丙烯酸包覆的玻化微珠，即取一定量的水性丙烯酸乳液加入去离子水，混合均匀后形成水性丙烯酸乳液混合液，均匀喷涂在玻化微珠表面，然后将喷涂有水性丙烯酸乳液混合液的玻化微珠转移到烘箱中，在110℃温度下烘干24h，形成玻化微珠混合球体，之后再将一定量的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷分散在丙酮中，均匀喷洒在玻化微珠混合球体上，80℃温度下烘干2h，得到丙烯酸包覆的改性玻化微珠；其中玻化微珠、水性丙烯酸乳液、去离子水、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙酮的质量比为玻化微珠：水性丙烯酸乳液：去离子水：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷：丙酮＝1：0.5：0.5：0.01：0.2，所述水性丙烯酸乳液的固含量为45％；
所述砂石为石英砂、矿渣、煤粉灰按照质量比石英砂：矿渣：煤粉灰＝3： 1：1混合而成，其中，矿渣过100目筛，煤粉灰过120目筛，石英砂为30目和60目按照1：3混合；玄武岩纤维为短切玄武岩纤维，短切长度为5mm；树脂为酚醛树脂；引气剂为α-烯基磺酸钠；
所述用于外墙保温的抗裂砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取质量份数的磷酸三丁酯加入到质量份数的树脂中，混合搅拌均匀后，形成树脂混合物；
步骤二：取质量份数的硅酸盐水泥、砂石、改性玻化微珠、玄武岩纤维、轻质骨料和引气剂加入到混合搅拌机中，混合搅拌30min后，加入步骤一中得到的树脂混合物，继续搅拌60min，得到砂浆基料；
步骤三：将步骤二中得到的砂浆基料在110℃下烘干到恒重，得到用于外墙保温的抗裂砂浆。
实施例3
一种用于外墙保温的抗裂砂浆，包括以下质量份数的原料：
硅酸盐水泥50份，砂石30份，改性玻化微珠15份，玄武岩纤维15份，轻质骨料25份，树脂25份，引气剂0.07份，磷酸三丁酯3份；
所述改性玻化微珠为丙烯酸包覆的玻化微珠，即取一定量的水性丙烯酸乳液加入去离子水，混合均匀后形成水性丙烯酸乳液混合液，均匀喷涂在玻化微珠表面，然后将喷涂有水性丙烯酸乳液混合液的玻化微珠转移到烘箱中，在107℃温度下烘干24h，形成玻化微珠混合球体，之后再将一定量的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷分散在丙酮中，均匀喷洒在玻化微珠混合球体上，80℃温度下烘干1h，得到丙烯酸包覆的改性玻化微珠；其中玻化微珠、水性丙烯酸乳液、去离子水、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙酮的质量比为玻化微珠：水性丙烯酸乳液：去离子水：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷：丙酮＝1：0.5：0.5：0.007：0.1，所述水性丙烯酸乳液的固含量为42％；
所述砂石为石英砂、矿渣、煤粉灰按照质量比石英砂：矿渣：煤粉灰＝2： 1：1混合而成，其中，矿渣过80目筛，煤粉灰过110目筛，石英砂为25目和50目按照1：3混合；玄武岩纤维为短切玄武岩纤维，短切长度为3mm；树脂为脲醛树脂；引气剂为十二烷基硫酸钠；
所述用于外墙保温的抗裂砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取质量份数的磷酸三丁酯加入到质量份数的树脂中，混合搅拌均匀后，形成树脂混合物；
步骤二：取质量份数的硅酸盐水泥、砂石、改性玻化微珠、玄武岩纤维、轻质骨料和引气剂加入到混合搅拌机中，混合搅拌25min后，加入步骤一中得到的树脂混合物，继续搅拌50min，得到砂浆基料；
步骤三：将步骤二中得到的砂浆基料在107℃下烘干到恒重，得到用于外墙保温的抗裂砂浆。
对比例1，与实施例1为对比，不使用改性玻化微珠，其余条件相同。
力学性能中抗压强度参照G/T 283-2010《膨胀玻化微珠轻质砂浆》的建议，按照GB/T 5486-2008《无机硬质绝热制品试验方法》规定进行28d抗压强度测定，抗折强度参照GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》规定进行28d抗折强度测定，导热系数使用TC3000E导热系数仪测定，导热系数测试的试样尺寸为40mm×40mm×15mm。
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
| 抗压强度(MPa) | 22.8 | 23.3 | 23.1 | 20.4 |
| 抗折强度(MPa) | 2.9 | 3.2 | 3.1 | 3.3 |
| 导热系数(W/m·K) | 0.21 | 0.13 | 0.18 | 0.68 |
由上表所示，本发明方法所制备的用于外墙保温的抗裂砂浆固化后具有较好的抗压强度和抗折强度，即抗裂性能好，导热系数低，具有较好的保温效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种用于外墙保温的抗裂砂浆，其特征在于，包括以下质量份数的原料：硅酸盐水泥40～60份，砂石20～40份，改性玻化微珠10～20份，玄武岩纤维10～20份，轻质骨料20～30份，树脂20～30份，引气剂0.05～0.1份，磷酸三丁酯2～3份；
所述用于外墙保温的抗裂砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取质量份数的磷酸三丁酯加入到质量份数的树脂中，混合搅拌均匀后，形成树脂混合物；
步骤二：取质量份数的硅酸盐水泥、砂石、改性玻化微珠、玄武岩纤维、轻质骨料和引气剂加入到混合搅拌机中，混合搅拌20～30min后，加入步骤一中得到的树脂混合物，继续搅拌30～60min，得到砂浆基料；
步骤三：将步骤二中得到的砂浆基料在105～110℃下烘干到恒重，得到用于外墙保温的抗裂砂浆。
2.根据权利要求1所述的一种用于外墙保温的抗裂砂浆，其特征在于：所述砂石为石英砂、矿渣、煤粉灰按照质量比石英砂：矿渣：煤粉灰＝2～3：1：1混合而成，其中，矿渣过60～100目筛，煤粉灰过100～120目筛，石英砂为20～30目和40～60目按照1：2～3混合。
3.根据权利要求1所述的一种用于外墙保温的抗裂砂浆，其特征在于：所述改性玻化微珠为丙烯酸包覆的玻化微珠，即取一定量的水性丙烯酸乳液加入去离子水，混合均匀后形成水性丙烯酸乳液混合液，均匀喷涂在玻化微珠表面，然后将喷涂有水性丙烯酸乳液混合液的玻化微珠转移到烘箱中，在105～110℃温度下烘干24h，形成玻化微珠混合球体，之后再将一定量的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷分散在丙酮中，均匀喷洒在玻化微珠混合球体上，80℃温度下烘干1～2h，得到丙烯酸包覆的改性玻化微珠。
4.根据权利要求3所述的一种用于外墙保温的抗裂砂浆，其特征在于：所述玻化微珠、水性丙烯酸乳液、去离子水、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙酮的质量比为玻化微珠：水性丙烯酸乳液：去离子水：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷：丙酮＝1：0.5：0.5：0.005～0.01：0.1～0.2，所述水性丙烯酸乳液的固含量为40％～45％。
5.根据权利要求1所述的一种用于外墙保温的抗裂砂浆，其特征在于：所述玄武岩纤维为短切玄武岩纤维，短切长度为1～5mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于外墙保温的抗裂砂浆，其特征在于：所述轻质骨料为聚苯颗粒、胶粉、水按照质量比为聚苯颗粒：胶粉：水＝3：1：10混合搅拌均匀后，干燥后得到。
7.根据权利要求1所述的一种用于外墙保温的抗裂砂浆，其特征在于：所述树脂为丙烯酸树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚氨酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种用于外墙保温的抗裂砂浆，其特征在于：所述引气剂为十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠中的一种或多种。
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