CN108658529A - 一种建筑无机密封胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑无机密封胶及其制作方法，属于建筑材料领域。该无机密封胶主要成分如下：粒径0.06～0.315mm的硬质骨料800～1500份，强度不低于32.5MPa的水泥300～600份，掺合料260～500份，减水剂8～14份，水灰比为0.2～0.3，可分散性乳胶粉体10～20份，膨胀剂25～35份，粒径0.06～0.315mm的弹性骨料30～50份，二氧化硅纳米纤维粉体1‑10份。本发明技术方案制备的无机密封胶不仅成分简单、成本低廉，还具有高力学性能、耐高温、耐老化、耐久性强、固化收缩小、弹性模量与混凝土接近的特点，减小密封胶与建筑构件因不同步变形而开裂现象，广泛应用于建筑物接缝密封，其制备工艺简单、耗能低、成本低，适合潮湿环境下施工，具有良好的经济效益和社会效益。
Description
发明领域
本发明涉及一种建筑无机密封胶及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
目前，我国正处于一个建筑业高速发展期，为建筑密封胶产业提供了一个巨大的市场。然而，我国建筑密封胶无论是在品种数量上，还是在质量效果上，还远远没能满足市场的需要。作为普遍的现象是刚做完装修不久，就出现裂纹、裂缝，不得不返工或大大缩短再次装修的时间间隔，造成了人力物力的极大浪费。
我国目前使用的建筑密封胶可分为两大类，即有机类和无机类。有机类包括硅酮胶、聚丙烯酸酯胶、聚氨酯胶等，这类产品粘结力较强，固化后有弹性，效果较好，但价格太高，易老化，耐热性能差，有微毒，弹模小，收缩值过大容易造成收缩开裂，施工过程要求无水，否则影响密封效果，耐久性差，使用寿命一般为5～10年，使用寿命15年左右的造价非常昂贵。无机类即一般的腻子粉和腻子膏，由无机粉体与淀粉水溶液、聚乙烯醇水溶液或干性植物油混合而成，固化后没有弹性，不能与建筑构件同步变形，随着建筑构件的伸缩变形，很快产生粘结界面破坏或内聚破坏，丧失密封功能。
目前现有技术中已经存在一些对无机密封胶的研发。CN107880786A提供了一种无机密封胶及其制备方法和使用方法，所述无机密封胶包括玻璃粉、导电银浆和分散液；其中，玻璃粉由1-10重量份碱金属氧化物、10-30重量份碱土金属氧化物和40-80重量份无机氧化物组成；玻璃粉和导电银浆之间的重量比为1:0.1-1。所述无机密封胶是通过先将碱金属氧化物、碱土金属氧化物和无机氧化物分散于乙醇中进行球磨干燥，形成玻璃粉，然后与导电银浆和分散液混合的方法制备得到。CN107880786A公开了一种无机密封胶，由下列重量百分比的成分混合组成：氢氧化铝5～15％氧化锌1～3％氧化锰3～8％氧化铅3～8％硅酸钠余量。CN107043601A公开了一种高强度双组份耐高温无机密封胶，包括组分A和组分B两部分；其中，按重量份计，组分A为：无机氧化物60-80、固化剂10-30、碱金属氧化物1-10，组分B为：粘结剂80-100、添加剂1-20；两者混合后使用，密封胶的特点为使用温度范围宽(0-1300℃)。然而上述的无机胶体都存在一些问题，如粘性不足、强度不够以及极端条件下耐久性能欠缺的不足。
针对以上现象，急需开发一种收缩小、与建筑构件能够同步变形、能适应潮湿环境施工、力学性能好、耐久性能好的、成本低廉的环保型密封胶，解决现有密封胶易收缩开裂及与建筑构件不能同步变形而引起的开裂现象，提高密封胶的受用寿命，降低工程成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种收缩小、密度效果好、力学性能高、耐久性能好、耐候性好、能与建筑构件同步变形、成本低廉、环保无毒的建筑无机密封胶及其制备方法。
本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：
一种建筑无机密封胶，具有抗压强度大于60兆帕、电通量小于500C、冻融循环(400次)质量损失小于5％、固化收缩小于0.01％，密封使用寿命25年以上。
该建筑无机密封胶包括以下重量份数的原料：
平均粒径0.06～0.315mm的硬质骨料800～1200份；
平均粒径30～60μm，强度等级不小于32.5的水泥300～600份；
平均粒径5～30μm的掺合料260～500份；
减水率大于25％的高性能减水剂8～14份；
水胶比为0.2～0.3；
膨胀剂25～35份；
平均粒径0.06～0.315mm的弹性骨料30～50份；
可分散性乳胶粉体10～20份
二氧化硅纳米纤维粉体1-10份。
在该建筑无机密封胶及其制备方法中，添加上述配比中的膨胀剂，补偿建筑无机密封胶的收缩，解决建筑无机密封胶因不能与建筑构件同步变形收缩开裂现象。
在该建筑无机密封胶及其制备方法中，添加上述配比中的弹性骨料，满足建筑构件在低温收缩高温膨胀变化下对接缝冷拉热压变形位移，增强建筑无机密封胶的压缩/回弹性，提高建筑无机密封胶对接缝周而复始的周期性变位(伸张和压缩)的适应性。
优选的一种建筑无机密封胶，具有抗压强度大于65兆帕、电通量小于450C、冻融循环(400次)质量损失小于5％，密封使用寿命30年以上。
该建筑无机密封胶包括以下重量份数的原料：
平均粒径0.06～0.315mm的硬质骨料900～1100份；
平均粒径30～60μm，强度等级不小于32.5的水泥375～525份；
平均粒径5～30μm的掺合料320～440份；
减水率大于25％的高性能减水剂10～12份；
水胶比为0.22～0.28；
膨胀剂27.5～32.5份；
平均粒径0.06～0.315mm的弹性骨料35～45份；
可分散性乳胶粉体12.5～17.5份；
二氧化硅纳米纤维粉体2-8份。
更优选的一种建筑无机密封胶，具有抗压强度大于70兆帕、电通量小于400C、冻融循环(400次)质量损失小于5％，密封使用寿命35年以上的建筑无机密封胶包括以下重量份数的原料：
平均粒径0.06～0.315mm的硬质骨料1000份；
平均粒径30～60μm，强度等级不小于32.5的水泥450份；
平均粒径5～30μm的掺合料380份；
减水率大于25％的高性能减水剂11份；
水胶比为0.25；
膨胀剂30份；
平均粒径0.06～0.315mm的弹性骨料40份；
可分散性乳胶粉体15份
二氧化硅纳米纤维粉体5份。
优选的，所述的硬质骨料为河砂、机制砂、石英砂中的一种，。
优选的，所述的掺合料为硅灰、矿粉、粉煤灰、陶瓷抛光粉、钢渣粉中的一种或多种组成。
优选的，所述的掺合料包括如下重量百分比原料：硅灰0～100％、矿粉0～80％、粉煤灰0～60％、陶瓷抛光粉0～100％、钢渣粉0～35％。
优选的，所述的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂、氧化镁类膨胀剂中的一种。
优选的，所述的0.06～0.315mm的硬质骨料起骨料支撑作用；强度等级不小于32.5的水泥、掺合料起胶凝材料作用，与水发生水化反应生成的水化硅酸钙凝胶将骨料粘接在一起；高性能减水剂起减水作用，控制水胶比为0.2～0.3。
优选的，所述0.06～0.315mm的弹性骨料为橡胶粒、塑料颗粒、合成纤维中的一种或多种组合。
优选的，所述的减水剂为木质素磺酸盐类或多环芳香族盐类减水剂。
本发明还提供一种建筑无机密封胶的制备方法，按照以下步骤制得：
S1按照建筑无机密封胶的配合比计算各原材料用量，将全部骨料和40％重量的水预先搅拌1～2分钟；
S2将全部水泥、掺合料、膨胀剂、减水剂加入到S1步骤所得预湿的骨料中，搅拌2～3分钟，然后加入全部外加剂和剩余的60％水，充分搅拌6～10分钟；
S3将可分散性乳胶粉、二氧化硅纳米纤维加入到S2制得的混合物中，搅拌0.5～2分钟，得到建筑无机密封胶。
本发明的该建筑无机密封胶骨料粒径最大为0.315mm、抗压强度大于60兆帕、电通量小于500C，收缩率小于0.01％、冻融循环(400次)质量损失小于5％，耐老化、耐候性好、粘结性能好、与混凝土界面处不会出现薄弱环节，具有一定的韧性。
本发明所述的膨胀剂在本发明中主要起补偿建筑无机密封胶的收缩，提高建筑无机密封胶的抗渗性能，其含量过高时，会降低建筑无机密封胶的抗压强度，其含量过低时会降低对建筑无机密封胶的收缩补偿。
本发明中，所述0.06～0.315mm的硬质骨料起骨料支撑作用；强度等级不小于32.5的水泥、掺合料起胶凝材料作用，与水发生水化反应生成的水化硅酸钙凝胶将骨料粘接在一起；高性能减水剂起减水作用，控制水胶比为0.2～0.3；可分散乳胶粉体起粘结作用，提高建筑无机密封胶的粘合性和柔韧性。
本发明中，创造性地加入二氧化硅纳米纤维粉体，纳米纤维在无机密封胶中形成缠绕的网络结构，起到交联，分散乳胶粉体、骨料的作用，均匀分散，增强胶凝固后强度。
本发明的特点和优点如下所述：
(1)、本发明制备的建筑无机密封胶属于环保材料，具有良好的密封性、抗压强度、耐久性、耐候性、抗压强度和使用寿命长等特点，可广泛应用于混凝土建设工程中。
(2)、本发明制备的建筑无机密封胶是采用与混凝土结构材料性能一致的原料，制备的无机密封胶与混凝土结构粘结强度极高，同时弾模与热膨胀系数与混凝土结构基本相同，能与混凝土构件进行同步变形，有效保证了密封后结构的整体性，降低后期工程维修费。
(3)本发明制备的建筑无机密封胶采用紧密堆积致密原理设计，主要原材料采用了混凝土用原材料，环境中的水促进建筑无机密封胶的水化，水化产物使无机密封胶内部更致密，增强建筑无机密封胶的力学强度及耐久性能，能满足长期潮湿环境下使用。
(4)、本发明方法制得的建筑无机密封胶，其抗压强度为大于或等于60MPa，电通量小于500C，冻融循环400次后质量损失小于5％、固化收缩小于0.01％，可用于房屋、公路、桥梁、隧道等混凝土工程。
(5)、本发明创造性地加入了二氧化硅纳米纤维粉体，能够起到交联，分散乳胶粉体、骨料的作用，均匀分散，增强胶凝固后强度。
具体实施方式
以下通过具体实施例来阐述本发明的具体技术方案。
各实施例的无机密封胶的组成原料如表1所示。
表1
以下是各实施例的具体方案。
实施例1
一种建筑无机密封胶，包括以下重量份数的原料：
平均粒径0.06～0.315mm的硬质骨料800份；
平均粒径30～60μm，强度等级不小于32.5的水泥300份；
平均粒径5～30μm的掺合料260份；
减水率大于25％的高性能减水剂8份；
水胶比为0.2；
膨胀剂25份；
平均粒径0.06～0.315mm的弹性骨料30份；
可分散性乳胶粉体10份
二氧化硅纳米纤维粉体5份。
所述的一种建筑无机密封胶的制备方法按照以下步骤制得：
S1按照建筑无机密封胶的配合比计算各原材料用量，将全部骨料和40％重量的水预先搅拌1～2分钟；
S2将全部水泥、掺合料、减水剂、膨胀剂加入到S1步骤所得预湿的骨料中，搅拌2～3分钟，然后加入全部外加剂和剩余的60％水，充分搅拌6～10分钟；
S3将可分散性乳胶粉、二氧化硅纳米纤维粉体加入到S2制得的混合物中，搅拌0.5～2分钟，得到建筑无机密封胶。
实施例2
除建筑无机密封胶的配方不同外，其他条件同实施例1。
一种建筑无机密封胶，包括以下重量份数的原料：
平均粒径0.06～0.315mm的硬质骨料1200份；
平均粒径30～60μm，强度等级不小于32.5的水泥600份；
平均粒径5～30μm的掺合料500份；
减水率大于25％的高性能减水剂14份；
水胶比为0.3；
膨胀剂35份；
平均粒径0.06～0.315mm的弹性骨料50份；
可分散性乳胶粉体20份；
二氧化硅纳米纤维粉体10份。
实施例3
除建筑无机密封胶的配方不同外，其他条件同实施例1。
一种建筑无机密封胶，包括以下重量份数的原料：
平均粒径0.06～0.315mm的硬质骨料900份；
平均粒径30～60μm，强度等级不小于32.5的水泥375份；
平均粒径5～30μm的掺合料320份；
减水率大于25％的高性能减水剂10份；
水胶比为0.22；
膨胀剂27.5份；
平均粒径0.06～0.315mm的弹性骨料35份；
可分散性乳胶粉体12.5份；
二氧化硅纳米纤维7份。
实施例4
除建筑无机密封胶的配方不同外，其他条件同实施例1。
一种建筑无机密封胶，包括以下重量份数的原料：
平均粒径0.06～0.315mm的硬质骨料1100份；
平均粒径30～60μm，强度等级不小于32.5的水泥525份；
平均粒径5～30μm的掺合料440份；
减水率大于25％的高性能减水剂12份；
水胶比为0.28；
膨胀剂32.5份；
平均粒径0.06～0.315mm的弹性骨料45份；
可分散性乳胶粉体17.5份；
二氧化硅纳米纤维粉体3份。
实施例5
除建筑无机密封胶的配方不同外，其他条件同实施例1。
一种建筑无机密封胶，包括以下重量份数的原料：
平均粒径0.06～0.315mm的硬质骨料1000份；
平均粒径30～60μm，强度等级不小于32.5的水泥450份；
平均粒径5～30μm的掺合料380份；
减水率大于25％的高性能减水剂11份；
水胶比为0.25；
膨胀剂30份；
平均粒径0.06～0.315mm的弹性骨料40份；
可分散性乳胶粉体15份；
二氧化硅纳米纤维粉体8份。
对比例1
除了不含有可分散活性剂外，其他条件同实施例1。
对比例2
除了不含分散性乳胶粉体外，其他条件同实施例1。
对比例3
除了含分散性乳胶粉体50份外，其他条件同实施例1。
对比例4
除了不含膨胀剂外，其他条件同实施例1。
将实施案例1～5、对比案例1～4所述的建筑无机密封胶制作标准试件，对建筑无机密封胶进行抗压强度、电通量、冻融循环(400次)、收缩率测试，实验数据见表2：
表2建筑无机密封胶检测数据
从表2来看，对比例1不含活性剂，与实施例1对比，抗压强度降低较多，电通量、冻融循环400次后质量损失、收缩率增加较多；对比例2不含分散乳胶粉，与实施例1对比，抗压强度降低较多，电通量、冻融循环400次后质量损失增加较多，收缩率变化较小；对比例3除了含乳胶粉50份，与实施例1对比，抗压强度增长不多，电通量、冻融循环400次后质量损失、收缩率增长较多；对比例4不含膨胀剂，与实施例1对比，抗压强度、电通量、冻融循环400次后质量损失基本没变化，收缩率增长较多。通过大量试验，本发明所选取的水泥、膨胀剂、可分散性乳胶粉、二氧化硅纳米纤维粉体用量为最优。
Claims (10)
1.一种建筑无机密封胶，其特征在于，所述的建筑无机密封胶包括以下重量份数的原料：
平均粒径0.06～0.315mm的硬质骨料800～1200份；
平均粒径30～60μm，强度等级不小于32.5的水泥300～600份；
平均粒径5～30μm的掺合料260～500份；
减水率大于25％的高性能减水剂8～14份；
水胶比为0.2～0.3；
膨胀剂25～35份；
平均粒径0.06～0.315mm的弹性骨料30～50份；
可分散性乳胶粉体10～20份；
二氧化硅纳米纤维粉体1-10份。
2.根据权利要求1所述的一种建筑无机密封胶，其特征在于，所述的建筑无机密封胶包括以下重量份数的原料：
平均粒径0.06～0.315mm的硬质骨料900～1100份；
平均粒径30～60μm，强度等级不小于32.5的水泥375～525份；
平均粒径5～30μm的掺合料320～440份；
减水率大于25％的高性能减水剂10～12份；
水胶比为0.22～0.28；
膨胀剂27.5～32.5份；
平均粒径0.06～0.315mm的弹性骨料35～45份；
可分散性乳胶粉体12.5～17.5份；
二氧化硅纳米纤维粉体2-8份。
3.根据权利要求1所述的一种建筑无机密封胶，其特征在于，所述的建筑无机密封胶包括以下重量份数的原料：
平均粒径0.06～0.315mm的硬质骨料1000份；
平均粒径30～60μm，强度等级不小于32.5的水泥450份；
平均粒径5～30μm的掺合料380份；
减水率大于25％的高性能减水剂11份；
水胶比为0.25；
膨胀剂30份；
平均粒径0.06～0.315mm的弹性骨料40份；
可分散性乳胶粉体体15份；
二氧化硅纳米纤维粉体5份。
4.根据权利要求1或2或3的一种建筑无机密封胶，其特征在于，该建筑无机密封胶骨料粒径最大为0.315mm、抗压强度大于60兆帕、电通量小于500C，收缩率小于0.01％、冻融循环(400次)质量损失小于5％，耐老化、耐候性好、粘结性能好、与混凝土界面处不会出现薄弱环节，具有一定的韧性。
5.根据权利要求4所述的一种建筑无机密封胶，其特征在于所述的硬质骨料为河砂、机制砂、石英砂中的一种，在本发明中起骨架和支撑作用。
6.根据权利要求4所述的一种建筑无机密封胶，其特征在于所述的掺合料为硅灰、矿粉、粉煤灰、陶瓷抛光粉、钢渣粉中的一种或多种组成。
7.根据权利要求4所述的一种建筑无机密封胶，其特征在于所述的掺合料包括如下重量百分比原料：硅灰0～100％、矿粉0～80％、粉煤灰0～60％、陶瓷抛光粉0～100％、钢渣粉0～35％。
8.根据权利要求4所述的一种建筑无机密封胶，其特征在于所述的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂、氧化镁类膨胀剂中的一种。
9.根据权利要求4所述的一种建筑无机密封胶，其特征在于所述0.06～0.315mm的弹性骨料为橡胶粒、塑料颗粒、有机合成纤维等中的一种或多种组合。
10.根据权利要求1-9之一所述的一种建筑无机密封胶的制备方法，其特征在于，按照以下步骤制得：
S1按照建筑无机密封胶的配合比计算各原材料用量，将全部骨料和40％重量的水预先搅拌1～2分钟；
S2将全部水泥、掺合料、膨胀剂、减水剂加入到S1步骤所得预湿的骨料中，搅拌2～3分钟，然后加入全部外加剂和剩余的60％水，充分搅拌6～10分钟；
S3将可分散性乳胶粉、二氧化硅纳米纤维粉体加入到S2制得的混合物中，搅拌0.5～2分钟，得到建筑无机密封胶。
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