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CN113912353B - 一种保温砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种保温砂浆及其制备方法，以重量份数计，保温砂浆包括：水泥100‑220份；漂珠40‑80份；改性陶瓷抛光粉150‑350份；陶砂200‑300份；可分散乳胶粉5‑20份；聚羧酸减水剂5‑10份；稠化粉5‑10份；所述改性陶瓷抛光粉包括陶瓷抛光粉废弃物。本发明提供的一种保温砂浆及其制备方法，在保证保温砂浆的性能的同时，解决了现有保温砂浆造价高等问题。

Description

一种保温砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种保温砂浆及其制备方法。
背景技术
保温砂浆是以陶砂为骨料、以水泥为胶凝料、掺和一些改性添加剂，经搅拌混合而制成的一种预拌干混砂浆，一般用于构筑建筑表面保温层。
目前保温砂浆使用最多的保温材料是玻化微珠保温材料，玻化微珠保温材料造价高、且现有的保温砂浆的水泥用量大，导致工程总体成本上升。
发明内容
基于此，本发明提供一种保温砂浆及其制备方法，在保证保温砂浆的性能的同时，解决了现有保温砂浆造价高等问题。
一种保温砂浆，以重量份数计，包括：
Figure BDA0003367603800000011
所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。
优选地，以重量份数计，所述保温砂浆包括：
Figure BDA0003367603800000012
Figure BDA0003367603800000021
优选地，以重量份数计，所述保温砂浆还包括：
粉煤灰 20-80份；
聚丙烯纤维 2-16份。
优选地，所述水泥包括42.5R普通硅酸盐水泥、pc32.5复合硅酸盐和pc32.5水泥中的至少一种。
优选地，所述陶砂包括淤泥陶砂、电瓷陶砂和粉煤灰陶砂中的至少一种。
优选地，所述稠化粉包括无机增稠剂、木质纤维素类增稠剂、醚类增稠剂和聚丙烯酸酯增稠剂中的至少一种。
优选地，所述改性陶瓷抛光粉的活性>60％、比表面积>920m2/kg、密度>2.58g/cm3。
本发明还提供一种保温砂浆的制备方法，包括步骤：
将水泥、漂珠、改性陶瓷抛光粉和陶砂进行物理搅拌，搅拌均匀得到第一混合物；
向所述第一混合物中加入水，搅拌均匀得到第二混合物；
向所述第二混合物中加入可分散乳胶粉、稠化粉和聚羧酸减水剂搅拌均匀反应制得保温砂浆；
以重量份数计，所述水泥100-220份；所述漂珠40-80份；所述改性陶瓷抛光粉150-350份；所述陶砂200-300份；所述可分散乳胶粉5-20份；；所述聚羧酸减水剂5-10份；所述稠化粉5-10份；
所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。
优选地，所述第一混合物与水的质量比为(7-10)：(1-4)。
优选地，所述改性陶瓷抛光粉的制备方法包括步骤：
将所述陶瓷抛光粉废弃物进行干燥球磨后，向所述抛光粉废弃物中加入表面改性剂溶液并置于40-50℃下搅拌，搅拌均匀后得到混合液，将所述混合液进行过滤，并对过滤后的固体进行干燥、研磨处理，制得改性陶瓷抛光粉。
与现有方案相比，本发明具有以下有益效果：
改性陶瓷抛光粉具有一定活性，能替代部分水泥，并且能促进水泥水化产物的生成；另一方面，未参与水化的改性陶瓷抛光粉填充在砂浆内部空隙中，使保温砂浆内部结构更加密实，从而提高了砂浆的抗压强度、耐久性。
使用漂珠代替了现有保温砂浆中的玻化微珠保温材料，漂珠是一种保温耐火材料，加入到砂浆中以使保温砂浆具有保温的效果，漂珠的造价比玻化微珠低，使得制得的保温砂浆造价低。
可分散乳胶粉、稠化粉可提高保温砂浆的粘结性能，聚羧酸减水剂能降低保温砂浆的用水量且能提高保温砂浆的流动性、抗压强度，这些组分相结合，使保温砂浆优异的抗压性能和抗裂耐久性能。
本发明使用的改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物，实现了废弃物的再次利用，符合绿色环保要求，降低了制备保温砂浆的原材料成本。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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的一部分实施例，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。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。
另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供了一种保温砂浆，以重量份数计，包括：
Figure BDA0003367603800000031
Figure BDA0003367603800000041
所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物。
改性陶瓷抛光粉具有一定活性，能替代部分水泥，并且能促进水泥水化产物的生成；另一方面，未参与水化的改性陶瓷抛光粉填充在砂浆内部空隙中，使保温砂浆内部结构更加密实，从而提高了砂浆的抗压强度、耐久性。
可分散乳胶粉、稠化粉可提高保温砂浆的粘结性能，聚羧酸减水剂能降低保温砂浆的用水量且能提高保温砂浆的流动性、抗压强度，这些组分相结合，使保温砂浆优异的抗压性能和抗裂耐久性能。
使用漂珠代替了现有保温砂浆中的玻化微珠，漂珠是保温耐火材料，加入到砂浆中以使保温砂浆具有保温的效果，漂珠的造价比玻化微珠便宜。到达降低成本效果。
本发明使用的改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物，实现了废弃物的再次利用，符合绿色环保要求，降低了制备保温砂浆的原材料成本。
此外，陶砂是利用河底泥替代黏土，经挖泥、自然干燥、生料成球、预热、焙烧、冷却制备而成，不但会减少建材制造业与农业用地争土，而且还为河底泥找到了合理出路，解决了河底泥的二次污染问题，达到了废弃物资源化的目的；
所用的聚羧酸减水剂减水效率为30-36％。
在一些实施例中，以重量份数计，保温砂浆包括：
Figure BDA0003367603800000042
Figure BDA0003367603800000051
在一些实施例中，以重量份数计，保温砂浆还包括：
粉煤灰 20-80份；
聚丙烯纤维 2-16份。
具体地，粉煤灰可取代部分水泥，以降低保温砂浆的成本；
且粉煤灰是煤燃烧后的废弃粉末，实现了废弃物的再次利用，符合绿色环保要求，降低了制备保温砂浆的原材料成本。
可分散乳胶粉和稠化粉能将聚丙烯纤维包裹进保温砂浆中，聚丙烯纤维是提高保温砂浆的抗裂耐久性能。
在一些实施例中，以重量份数计，保温砂浆包括：
Figure BDA0003367603800000052
在一些实施例中，水泥包括42.5R普通硅酸盐水泥、pc32.5复合硅酸盐和pc32.5水泥中的至少一种。
在一些实施例中，陶砂包括淤泥陶砂、电瓷陶砂和粉煤灰陶砂中的至少一种。
陶砂的粒径为5-10mm、5-20mm和10-20mm中的至少一种；陶砂的容重为400-600kg/m3。
陶砂可以降低保温砂浆的容重。
在一些实施例中，稠化粉包括无机增稠剂、木质纤维素类增稠剂、醚类增稠剂和聚丙烯酸酯增稠剂中的至少一种。
在一些实施例中，改性陶瓷抛光粉的活性>60％、比表面积>为920m2/kg、密度>2.58g/cm3。
本发明还提供一种保温砂浆的制备方法，包括步骤：
将水泥、漂珠、改性陶瓷抛光粉和陶砂进行物理搅拌，搅拌均匀得到第一混合物；
向第一混合物中加入水，搅拌均匀得到第二混合物；
向第二混合物中加入可分散乳胶粉、稠化粉和聚羧酸减水剂并搅拌均匀反应得到保温砂浆；
以重量份数计，水泥100-220份；漂珠40-80份；改性陶瓷抛光粉150-350份；陶砂200-300份；可分散乳胶粉5-20份；聚羧酸减水剂5-10份；稠化粉5-10份；水；
具体地，将水泥、漂珠、改性陶瓷抛光粉和陶砂搅拌均匀得到第一混合物的步骤中是进行物理机械搅拌，不发生化学反应；
向第一混合液中加入水后，水泥、改性陶瓷抛光粉水发生水化，形成水化产物，水化产物中含有Ca(OH)2溶液，Ca(OH)2溶液很快达到饱和并析出晶体，同时生成钙矾石晶体及水化硅酸钙凝胶体。
向第二混合物中加入分散乳胶粉、稠化粉和聚羧酸减水剂之后搅拌发生反应；
具体地，可分散乳胶粉与水接触形成乳液，乳液中的聚合物颗粒沉积到水化硅酸钙凝胶体和未水化水泥颗粒上，且随着水化反应的进行，水化产物增多，乳液中的聚合物颗粒在水化硅酸钙凝胶体表面和未水化水泥颗粒上形成紧密堆积层；
紧密堆积层逐渐填充砂浆的孔隙，由于水化或干燥水分进一步减少，紧密堆积层凝聚成连续的薄膜，形成与水化的水泥浆体互穿的混合体，并且改善了水化产物与陶砂的胶接。
另一方面，由于带有聚合物的水化产物在界面形成了覆盖层，影响钙矾石和粗大氢氧化钙晶体的生长，且聚合物在砂浆的孔隙中凝聚成膜，从而使聚合物和水泥的过渡区更为致密。
一些聚合物分子中的活性基团与水泥水化产物中的Ca2+、A13+等产生交联反应，形成特殊的桥键作用，改善水泥基材料硬化体的物理组织结构，缓解内应力，减少微裂纹的产生。
将水泥、漂珠、改性陶瓷抛光粉和陶砂进行物理搅拌的搅拌时间不得低于2min。
把所有组分同时加入会团聚在一起，因此，必须把无机粉体混合均匀后，再加入其他有机添加剂，这样才可以把材料混合更加均匀，性能提升更加明显。
此外，在水加之前将无机粉体混合，因为加了水之后无机粉体会水化，难以混合均匀，加入水后，有机添加剂才能分散开，不然有机添加剂都被无机粉体吸收团聚。
在一些实施例中，第一混合物与水的质量比为(7-10)：(1-4)。
在一些实施例中，改性陶瓷抛光粉的制备方法包括步骤：
将陶瓷抛光粉废弃物进行干燥球磨后，向抛光粉废弃物中加入表面改性剂溶液并置于40-50℃下搅拌，搅拌均匀后得到混合液，将混合液进行过滤，并对过滤后的固体进行干燥、研磨处理，制得改性陶瓷抛光粉。
具体地，干燥球磨后的陶瓷抛光粉与表面改性剂溶液的质量比为1：4～6；
加入表面改性剂是为了对干燥球磨后的陶瓷抛光粉进行表面改性处理，将表面改性剂中的溶质吸附在陶瓷抛光粉表面，使得陶瓷抛光粉形成有机分子层，进而使得陶瓷抛光粉由亲水性变成亲有机性；
将向抛光粉废弃物中加入表面改性剂溶液并物置于40-50℃下搅拌的搅拌时间为2-6min。
在一些实施例中，表面改性剂包括铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种。
实施例1
将100kg复合硅酸盐水泥pc32.5、20kg粉煤灰、40kg漂珠、160kg改性陶瓷抛光粉和260kg淤泥陶砂置于搅拌机内进行物理搅拌。搅拌2min，搅拌均匀得到第一混合物；
向第一混合物中加入73kg水，搅拌均匀得到第二混合物；
向第二混合物中加入可5kg分散乳胶粉、2kg无机增稠剂、5kg聚丙烯纤维和5kg聚羧酸减水剂并搅拌均匀反应4min制得保温砂浆。
其中，改性陶瓷抛光粉的活性为60％、比表面积为920m2/kg、密度为2.58g/cm3；
淤泥陶砂的粒径为5-10mm、容重为400kg/m3；
聚羧酸减水剂的减水效率为36％。
实施例2
将220kg复合硅酸盐水泥pc32.5、80kg粉煤灰、80kg漂珠、320kg改性陶瓷抛光粉和250kg淤泥陶砂置于搅拌机内进行物理搅拌2min，搅拌均匀得到第一混合物；
向第一混合物中加入136kg水，搅拌均匀得到第二混合物；
向第二混合物中加入可20kg分散乳胶粉、16kg无机增稠剂、10kg聚丙烯纤维和10kg聚羧酸减水剂并搅拌均匀反应4min制得保温砂浆。
其中，改性陶瓷抛光粉的活性为60％、比表面积为920m2/kg、密度为2.58g/cm3；
淤泥陶砂的粒径为5-10mm、容重为400kg/m3；
聚羧酸减水剂的减水效率为36％。
实施例3
将160kg复合硅酸盐水泥pc32.5、50kg粉煤灰、60kg漂珠、210kg改性陶瓷抛光粉和250kg淤泥陶砂置于搅拌机进行物理搅拌2min，搅拌均匀得到第一混合物；
向第一混合物中加入102kg水，搅拌4min得到第二混合物；
向第二混合物中加入可13kg分散乳胶粉、7kg无机增稠剂、8kg聚丙烯纤维和7kg聚羧酸减水剂并搅拌均匀反应制得保温砂浆。
其中，改性陶瓷抛光粉的活性为60％、比表面积为920m2/kg、密度为2.58g/cm3；
淤泥陶砂的粒径为5-10mm、容重为400kg/m3；
聚羧酸减水剂的减水效率为36％。
对比例1
严格对照实施例3，在制备保温砂浆时不加入改性陶瓷抛光粉，并用于与本发明的保温砂浆性能比较研究。
本实施例1～3、对比例1中所用到的改性陶瓷抛光粉的制备方法如下：
将陶瓷抛光粉废弃物进行干燥球磨后，向抛光粉废弃物中加入表面改性剂溶液并置于40℃下搅拌，搅拌4min后得到混合液，将混合液进行过滤，并对过滤后的固体进行干燥、研磨处理，制得改性陶瓷抛光粉。
保温砂浆的性能测试
对上述实施例1～3、对比例1制备的保温砂浆按照标准：GB/T 20473-2006《建筑保温砂浆》进行性能测试，结果如表1所示：
表1保温砂浆的性能测试结果
Figure BDA0003367603800000091
由表1的测试结果知，本发明的环保砂浆各项性能均满足国家标准GB/T20473-2006《建筑保温砂浆》要求；
相对于实施例1，实施例2的抛光粉掺量有所增加，从表1中可以看出，随着保温砂浆中改性陶瓷抛光粉掺量的增加，保温砂浆的干密度、抗压强度、线收缩率和压剪粘结强度分别提高了11.7％、161％、28.6％和42.4％；
这与改性陶瓷抛光粉的形态效应有关，改性陶瓷抛光粉一部分参与水泥水化，生成更多的水化产物，可以减少砂浆的单位用水量，另一部分未参与水化的改性陶瓷抛光粉填充于水泥颗粒之间，进而减少多余的水在砂浆硬化后形成的孔隙，使保温砂浆结构更加密实，从而提高了保温砂浆的抗压强度、粘结强度等性能。
结合实施例3和对比例1，未加入改性陶瓷砖抛光粉的对比例1的干密度、抗压强度、线收缩率和压剪粘结强度均要明显低于加了改性陶瓷砖抛光粉的实施例3，这说明改性陶瓷抛光粉能显著提升保温砂浆的干密度、抗压强度、线收缩率和压剪粘结强度等性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种保温砂浆，其特征在于，以重量份数计，包括：
水泥 100-220份；
漂珠 40-80份；
改性陶瓷抛光粉 150-350份；
陶砂 200-300份；
可分散乳胶粉 5-20份；
聚羧酸减水剂 5-10份；
稠化粉 5-10份；以及
水；
所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物，所述改性陶瓷抛光粉的活性≥60％；
所述改性陶瓷抛光粉的制备方法包括步骤：
将所述陶瓷抛光粉废弃物进行干燥球磨后，向所述抛光粉废弃物中加入表面改性剂溶液并置于40-50℃下搅拌，搅拌均匀后得到混合液，将所述混合液进行过滤，并对过滤后的固体进行干燥、研磨处理，制得改性陶瓷抛光粉。
2.根据权利要求1所述的保温砂浆，其特征在于，以重量份数计，包括：
水泥 120-200份；
漂珠 50-70份；
改性陶瓷抛光粉 160-320份；
陶砂 220-280份；
可分散乳胶粉 8-18份；
聚羧酸减水剂 6-8份；
稠化粉 6-8份；以及
水。
3.根据权利要求1所述的保温砂浆，其特征在于，以重量份数计，所述保温砂浆还包括：
粉煤灰 20-80份；
聚丙烯纤维 2-16份。
4.根据权利要求1所述的保温砂浆，其特征在于，所述水泥包括42.5R普通硅酸盐水泥、pc32.5复合硅酸盐和pc32.5水泥中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的保温砂浆，其特征在于，所述陶砂包括淤泥陶砂、电瓷陶砂和粉煤灰陶砂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的保温砂浆，其特征在于，所述稠化粉包括无机增稠剂、木质纤维素类增稠剂、醚类增稠剂和聚丙烯酸酯增稠剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的保温砂浆，其特征在于，所述改性陶瓷抛光粉的比表面积为>920m2/kg、密度为>2.58g/cm3。
8.一种保温砂浆的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将水泥、漂珠、改性陶瓷抛光粉和陶砂进行物理搅拌，搅拌均匀得到第一混合物；
向所述第一混合物中加入水，搅拌均匀得到第二混合物;
向所述第二混合物中加入可分散乳胶粉、稠化粉和聚羧酸减水剂搅拌均匀反应制得保温砂浆；
以重量份数计，所述水泥100-220份；所述漂珠40-80份；所述改性陶瓷抛光粉150-350份；所述陶砂200-300份；所述可分散乳胶粉5-20份；所述聚羧酸减水剂5-10份；所述稠化粉5-10份；
所述改性陶瓷抛光粉来源于陶瓷抛光粉废弃物，所述改性陶瓷抛光粉的活性≥60％；
所述改性陶瓷抛光粉的制备方法包括步骤：
将所述陶瓷抛光粉废弃物进行干燥球磨后，向所述抛光粉废弃物中加入表面改性剂溶液并置于40-50℃下搅拌，搅拌均匀后得到混合液，将所述混合液进行过滤，并对过滤后的固体进行干燥、研磨处理，制得改性陶瓷抛光粉。
9.根据权利要求8所述保温砂浆的制备方法，其特征在于，所述第一混合物与水的质量比为（7-10）：（1-4）。
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