一种保温抗裂砂浆的制备方法
| 专利类型 | 发明授权 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN202310168345.7 | 申请日 | 2023-02-27 |
| 公开(公告)号 | CN116375417B | 公开(公告)日 | 2024-08-30 |
| 申请人 | 龙南县彩艺装饰材料厂; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 谢咏宸; 欧阳诚; 徐观明; 廖房朋; | 第一发明人 | 谢咏宸 |
| 权利人 | 龙南县彩艺装饰材料厂 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 龙南县彩艺装饰材料厂 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：江西省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：江西省赣州市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：江西省赣州市龙南县里仁镇冯湾村 | 邮编 | 当前专利权人邮编：341700 |
| 主IPC国际分类 | C04B28/04 | 所有IPC国际分类 | C04B28/04 ; C04B20/10 ; C04B20/02 ; C04B14/46 ; C04B16/08 ; C03C25/1025 ; C03C25/16 ; C03C25/66 ; C04B40/00 ; C04B38/08 ; C04B111/34 ; C04B111/52 ; C04B18/26 ; C04B14/18 |
| 专利引用数量 | 1 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 5 | 专利文献类型 | B |
| 专利代理机构 | 南昌恒桥知识产权代理事务所 | 专利代理人 | 彭冕; |
| 摘要 | 本 发明 公开了一种保温抗裂 砂浆 的制备方法，包含了以下 质量 份的组分：260~320份 水 泥、500~540份河砂、10~14份乳胶粉、20~50份重 钙 、1~3份羟丙基甲基 纤维 素、200~280份改性膨胀珍珠岩、5~7份改性纤维、400~440份水。本发明通过对膨胀珍珠岩进行改性，使得砂浆需水量减少且保温性能有明显提升，通过对纤维进行改性使得砂浆具有较低的压折比，从而砂浆的抗裂性能也有显著增强。最后通过添加40~60份矿渣 棉 和50~90份丁基 橡胶 来解决因膨胀珍珠岩和纤维改性后导致的 隔音 效果变差的问题，且通过改进工艺流程使得 矿渣棉 和丁基橡胶在砂浆中的分散度更好，最终砂浆隔音效果的均匀性有显著提高。 | ||
| 权利要求 | 1.一种保温抗裂砂浆的制备方法，其特征在于：由以下重量份的原料组成：260 320份~ |
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| 说明书全文 | 一种保温抗裂砂浆的制备方法技术领域背景技术[0002] 砂浆是建筑上砌砖使用的黏结物质，由无机胶凝材料、细集料和水按比例拌和而成，也称灰浆，用于砌筑和抹灰工程，分为砌筑砂浆和抹面砂浆两种，抹面砂浆又分为普通抹面砂浆和特种抹面砂浆，特种抹面砂浆又分为保温砂浆、防水砂浆、耐酸砂浆等种类。 [0003] 保温砂浆又称绝热砂浆，是采用水泥、石灰和保温材料、陶砂等轻质多孔骨料按一定比例配合制成的砂浆，其中保温材料市面常见的三种有玻化微珠、膨胀珍珠岩和闭孔珍珠岩，玻化微珠虽然各方面性能均比其他两种材料要好，但其价格高，会导致工程成本有较大增多，闭孔珍珠岩容量大，导热系数大，要想取得理想的保温效果必须增加轻骨料的掺入比例，这会降低砂浆的力学性能和增加工程成本，膨胀珍珠岩容重小，导热系数小，但其吸水率大，会使砂浆的需水量增加，破坏砂浆的凝固周期，使砂浆的力学性能大大降低，极易产生空鼓、开裂等现象，严重影响整个保温系统的保温性能和耐久性。 [0004] 砂浆具有性价比高、制作和施工方便快捷的特点，但其脆性强、自身收缩较大、抗裂性能较差，使得砂浆容易产生空鼓、开裂等现象，目前主要通过往砂浆中添加纤维材料、超吸水性聚合物等材料来增强其抗裂性能。纤维掺入砂浆可以显著增强砂浆的韧性并提高砂浆的抗裂性能，但因纤维比表面积大，且所含氢键较多，因此容易吸附从而发生团聚，使得纤维不能在砂浆中均匀分布，最后导致砂浆韧性、抗裂性及强度的降低。 发明内容[0005] 本发明要解决的技术问题是：提供一种保温性好、抗裂性强的砂浆制备方法。 [0006] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案包括以下步骤： [0007] 一种保温抗裂砂浆，由以下重量份的原料组成： [0008] 260 320份水泥、500 540份河砂、10 14份乳胶粉、20 50份重钙、1 3份羟丙基甲基~ ~ ~ ~ ~纤维素、200 280份改性膨胀珍珠岩、5 7份改性纤维、400 440份水。 ~ ~ ~ [0009] 砂浆的具体制备方法为： [0010] （1）先往搅拌机中投入水泥、河砂、重钙、改性膨胀珍珠岩、改性纤维，在300 500~转/min的转速下搅拌3 5 min，然后将200 220份水投入搅拌机中，继续搅拌6 12min。 ~ ~ ~ [0011] （2）另将羟丙基甲基纤维素和乳胶粉溶于200 220份水中，搅拌均匀后得悬浊液备~用。 [0012] （3）最后将悬浊液投入搅拌机中，继续搅拌10 16min，即得所述保温抗裂砂浆。~ [0014] 进一步地，步骤（1）中所述河砂的细度模数为2.3 2.7。~ [0015] 进一步地，步骤（1）中所述改性膨胀珍珠岩制备方法为：将三甲基硅醇钠和纳米硅防水剂按质量比2 4：6 12的比例混合，然后加入其16 20体积倍的水并搅拌均匀，制得所需~ ~ ~复配憎水改性剂；将膨胀珍珠岩加入其两倍质量的复配憎水改性剂中，搅拌10 20min，然后~ 将膨胀珍珠岩放入温度为105 115℃下的烘箱中烘干至恒重，取出后冷却至室温即得改性~ 膨胀珍珠岩。 [0016] 进一步地，步骤（1）中所述改性纤维制备方法为： [0017] （1）将8 12份玄武岩纤维和25 35份木质素纤维混合好后作为混合纤维，另将95%~ ~质量分数的硫酸和75%质量分数的硝酸按2:1的质量比混合均匀，然后将混合纤维放入混酸中浸泡，然后保持体系温度在28 32℃内反应40 60min，反应完成后用去离子水洗涤至中~ ~ 性，得初步改性纤维； [0018] （2）将10 14份醇醚羧酸钾与6 8份乙二胺油酸酯加入乙醇中，搅拌6 10min，即得~ ~ ~分散液，将初步改性纤维放入分散液中浸泡5 6h，然后升温至60 70℃，搅拌7 8h，然后静置~ ~ ~ 24h，取出，干燥后即得改性纤维。 [0019] 一种保温抗裂砂浆，由以下重量份的原料组成： [0020] 260 320份水泥、500 540份河砂、10 14份乳胶粉、20 50份重钙、1 3份羟丙基甲基~ ~ ~ ~ ~纤维素、200 280份改性膨胀珍珠岩、5 7份改性纤维、400 440份水、40 60份矿渣棉、50 90~ ~ ~ ~ ~ 份丁基橡胶。 [0021] （1）将水泥、河砂、重钙、改性纤维、改性膨胀珍珠岩和矿渣棉投入搅拌机中充分搅拌2 4 min得混合物料1；~ [0022] （2）将混合物料1加入装有1.2~1.4倍V混合料1无水乙醇的密闭装置中，先将装置内体系温度以10~20℃/min的速度升至55~65℃，再以(0.3~0.7)V密闭装置/min的速度从装置底部通空气通2 4 min，通气完成后对其以‑0.1Mpa的压力进行抽真空并过滤，得混合物料2；~ [0023] （3）然后将丁基橡胶和混合物料2一起投入带有旋转磁场的搅拌机中得混合物料3，继续向其中加入1.5倍V混合料3的无水乙醇并用超声波进行分散处理6~10min，然后对搅拌机施加旋转磁场进行物料混合，磁场强度为0.7 1.3T，磁场转速为30 90rpm，磁场施加时间~ ~ 为10 20min，完成后分离无水乙醇并进行干燥处理后即得混合物料4； ~ [0024] （4）另将羟丙基甲基纤维素和乳胶粉溶于水中，搅拌均匀后得悬浊液，最后将混合物料4和悬浊液投入搅拌机并充分搅拌15 25min，即得所述保温抗裂砂浆。~ [0025] 进一步地，步骤（1）中所述矿渣棉为粒径4 6mm的颗粒。~ [0026] 进一步地，步骤（3）中所述丁基橡胶为具有1 3mm内部中空且粒径为6 8mm的颗粒。~ ~ [0027] 本发明的有益效果在于： [0028] （1）三甲基硅醇钠是一种常见的憎水剂，可以与膨胀珍珠岩表面反应形成一层憎水层，使得膨胀珍珠岩具有部分防水效果，但防水效果较差，复合加入的纳米硅防水剂可以渗透进膨胀珍珠岩内部，交联成立体网络结晶体结构，堵塞毛细孔，形成无色的永久性防水层，与表面的憎水层相互协同，增强了膨胀珍珠岩的防水性的同时也增强了其强度； [0029] （2）纤维使用硫酸和硝酸处理后可以将纤维上的一部分羟基酯化，可以减少纤维内部的氢键数量，使纤维团聚现象的产生更少，且混酸还会使纤维表面由光滑变得粗糙，更加有利于分散液吸附在纤维表面； [0031] （4）乙二胺油酸酯是一种非离子表面活性剂，其也具有较强的分散性，与醇醚羧酸钾有协同增效作用，继而使纤维表现出更好的分散效果，同时乙二胺油酸酯还具有优良的防腐蚀性能以及突出的皂化能力，可以使纤维的使用寿命更长及反应掉基层可能残留的油渍； [0032] （5）膨胀珍珠岩和纤维均是具有较强的隔音效果的物质，但膨胀珍珠岩因改性后内部形成了交联结构的防水层，导致孔隙度降低，进而隔音效果变差，纤维被强酸和分散液处理过后，其纤维直径、拉伸模量以及孔隙度均会减小，也就减弱了其隔音作用，所以在此添加矿渣棉作为吸音材料加入砂浆中，矿渣棉是一种常见的吸音材料，其吸声性能好，化学稳定性好，且不燃烧，导热系数小，可以增强砂浆保温层的保温性和防火性能，但其耐碱性较弱，在砂浆中时间长了会因受到腐蚀导致其性能下降，故在此将丁基橡胶作为矿渣棉的补强材料加入砂浆中来增强砂浆的隔音性能，丁基橡胶是一种高阻尼性减震材料，它可以通过改变噪音波形并削弱噪音来达到隔音的效果，其具有优良的水密性、耐老化性及耐化学药品性，可以增强砂浆的防水效果和耐候性； [0033] （6）在实际生产测试中，发明人发现虽然加入矿渣棉和丁基橡胶后增强了砂浆的隔音效果，但砂浆的各个区域隔音效果存在较大差别，可能是矿渣棉和丁基橡胶与改性纤维间有分子间作用力，也可能是矿渣棉内部和丁基橡胶表面的污渍产生的影响，从而使矿渣棉和丁基橡胶在砂浆中不能均匀分散，表明常规的混合搅拌工艺不能使矿渣棉和丁基橡胶在砂浆中均匀分散，因此发明人对砂浆的工艺流程进行了改进，将混合物料投入密闭装置中，密闭装置中的无水乙醇被加热到55 65℃后，可以将矿渣棉表面及内部的防尘油溶~解，在通入空气时，一方面可以气泡的浮升有对物料打乱分散的效果，另一方面气泡还可以进入矿渣棉中挤压纤维从而增大矿渣棉的体积，抽真空时可以利用压力差将矿渣棉内无法溶于无水乙醇的渣质从矿渣棉中吸附出来，这三步操作叠加后就可以明显增大矿渣棉的孔隙度，从而增强矿渣棉的隔音效果，对混合物料进行超声波处理时一方面有分散物料的作用，另一方面有额外的清洁的效果，使矿渣棉和丁基橡胶上的污垢含量更少，施加磁场可以通过旋转磁场的洛伦兹力来引起混合物料的强迫流动，抑制了重力的作用，可以使混合物料在无水乙醇内均匀分布，磁场旋转时可以在无水乙醇内产生竖直面和水平面方向的流动，对混合物料形成电磁搅拌，使混合物料充分均匀化。 实施方式 [0034] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。实施例1 [0035] 将三甲基硅醇钠和纳米硅防水剂按质量比3：9的比例混合，然后加入其18体积倍的水并搅拌均匀，制得所需复配憎水改性剂；将膨胀珍珠岩加入其两倍质量的复配憎水改性剂中，搅拌15min，然后将膨胀珍珠岩放入温度为110℃下的烘箱中烘干至恒重，取出后冷却至室温即得改性膨胀珍珠岩。 [0036] 将10份玄武岩纤维和30份木质素纤维混合好后作为混合纤维，另将95%质量分数的硫酸和75%质量分数的硝酸按2:1的质量比混合均匀，然后将混合纤维放入混酸中浸泡，然后保持体系温度在30℃内反应50min，反应完成后用去离子水洗涤至中性，得初步改性纤维。 [0037] 将12份醇醚羧酸钾与7份乙二胺油酸酯加入乙醇中，搅拌8min，即得分散液，将初步改性纤维放入分散液中浸泡5.5h，然后升温至65℃，搅拌7.5h，然后静置24h，取出，干燥后即得改性纤维。 [0038] （1）先往搅拌机中投入290份水泥、520份河砂、35份重钙、240份改性膨胀珍珠岩、6份改性纤维，在400转/min的转速下搅拌4 min，然后将210份水投入搅拌机中，继续搅拌9min。 [0039] （2）另将2份羟丙基甲基纤维素和12份乳胶粉溶于210份水中，搅拌均匀后得悬浊液备用。 [0040] （3）最后将悬浊液投入搅拌机中，继续搅拌13min，即得所述保温抗裂砂浆。实施例2 [0041] 将三甲基硅醇钠和纳米硅防水剂按质量比2：12的比例混合，然后加入其16体积倍的水并搅拌均匀，制得所需复配憎水改性剂；将膨胀珍珠岩加入其两倍质量的复配憎水改性剂中，搅拌10min，然后将膨胀珍珠岩放入温度为115℃下的烘箱中烘干至恒重，取出后冷却至室温即得改性膨胀珍珠岩。 [0042] 将12份玄武岩纤维和25份木质素纤维混合好后作为混合纤维，另将95%质量分数的硫酸和75%质量分数的硝酸按2:1的质量比混合均匀，然后将混合纤维放入混酸中浸泡，然后保持体系温度在32℃内反应60min，反应完成后用去离子水洗涤至中性，得初步改性纤维。 [0043] 将14份醇醚羧酸钾与6份乙二胺油酸酯加入乙醇中，搅拌10min，即得分散液，将初步改性纤维放入分散液中浸泡5h，然后升温至60℃，搅拌8h，然后静置24h，取出，干燥后即得改性纤维。 [0044] （1）先往搅拌机中投入260份水泥、540份河砂、50份重钙、200份改性膨胀珍珠岩、7份改性纤维，在300转/min的转速下搅拌3min，然后将220份水投入搅拌机中，继续搅拌6min。 [0045] （2）另将1份羟丙基甲基纤维素和14份乳胶粉溶于220份水中，搅拌均匀后得悬浊液备用。 [0046] （3）最后将悬浊液投入搅拌机中，继续搅拌16min，即得所述保温抗裂砂浆。实施例3 [0047] 将三甲基硅醇钠和纳米硅防水剂按质量比4：6的比例混合，然后加入其20体积倍的水并搅拌均匀，制得所需复配憎水改性剂；将膨胀珍珠岩加入其两倍质量的复配憎水改性剂中，搅拌20min，然后将膨胀珍珠岩放入温度为105℃下的烘箱中烘干至恒重，取出后冷却至室温即得改性膨胀珍珠岩。 [0048] 将8份玄武岩纤维和35份木质素纤维混合好后作为混合纤维，另将95%质量分数的硫酸和75%质量分数的硝酸按2:1的质量比混合均匀，然后将混合纤维放入混酸中浸泡，然后保持体系温度在28℃内反应40min，反应完成后用去离子水洗涤至中性，得初步改性纤维。 [0049] 将10份醇醚羧酸钾与8份乙二胺油酸酯加入乙醇中，搅拌6min，即得分散液，将初步改性纤维放入分散液中浸泡6h，然后升温至70℃，搅拌7h，然后静置24h，取出，干燥后即得改性纤维。 [0050] （1）先往搅拌机中投入320份水泥、500份河砂、20份重钙、280份改性膨胀珍珠岩、5份改性纤维，在500转/min的转速下搅拌5 min，然后将200份水投入搅拌机中，继续搅拌12min。 [0051] （2）另将3份羟丙基甲基纤维素和10份乳胶粉溶于200份水中，搅拌均匀后得悬浊液备用。 [0052] （3）最后将悬浊液投入搅拌机中，继续搅拌10min，即得所述保温抗裂砂浆。实施例4 [0053] 将三甲基硅醇钠和纳米硅防水剂按质量比3：9的比例混合，然后加入其18体积倍的水并搅拌均匀，制得所需复配憎水改性剂；将膨胀珍珠岩加入其两倍质量的复配憎水改性剂中，搅拌15min，然后将膨胀珍珠岩放入温度为110℃下的烘箱中烘干至恒重，取出后冷却至室温即得改性膨胀珍珠岩。 [0054] 将10份玄武岩纤维和30份木质素纤维混合好后作为混合纤维，另将95%质量分数的硫酸和75%质量分数的硝酸按2:1的质量比混合均匀，然后将混合纤维放入混酸中浸泡，然后保持体系温度在30℃内反应50min，反应完成后用去离子水洗涤至中性，得初步改性纤维。 [0055] 将12份醇醚羧酸钾与7份乙二胺油酸酯加入乙醇中，搅拌8min，即得分散液，将初步改性纤维放入分散液中浸泡5.5h，然后升温至65℃，搅拌7.5h，然后静置24h，取出，干燥后即得改性纤维。 [0056] （1）将290份水泥、520份河砂、35份重钙、6份改性纤维、240份改性膨胀珍珠岩和50份矿渣棉投入搅拌机中充分搅拌3min得混合物料1； [0057] （2）将混合物料1加入装有1.3倍V混合料1无水乙醇的密闭装置中，先将装置内体系温度以15℃/min的速度升至60℃，再以0.5V密闭装置/min的速度从装置底部通空气通3 min，通气完成后对其以‑0.1Mpa的压力进行抽真空并过滤，得混合物料2； [0058] （3）然后将70份丁基橡胶和混合物料2一起投入带有旋转磁场的搅拌机中得混合物料3，继续向其中加入1.5倍V混合料3的无水乙醇并用超声波进行分散处理8min，然后对搅拌机施加旋转磁场进行物料混合，磁场强度为1.0T，磁场转速为60rpm，磁场施加时间为15min，完成后分离无水乙醇并进行干燥处理后即得混合物料4； [0059] （4）另将2份羟丙基甲基纤维素和12份乳胶粉溶于420份水中，搅拌均匀后得悬浊液，最后将混合物料4和悬浊液投入搅拌机并充分搅拌20min，即得所述保温抗裂砂浆。实施例5 [0060] 本实施例与实施例1的不同之处在于不使用三甲基硅醇钠进行憎水改性。实施例6 [0061] 本实施例与实施例1的不同之处在于不使用纳米硅防水剂进行憎水改性。实施例7 [0062] 本实施例与实施例1的不同之处在于添加三甲基硅醇钠和纳米硅防水剂40倍体积的水。实施例8 [0063] 本实施例与实施例1的不同之处在于使用质量分数50%的硫酸和质量分数75%的硝酸混合进行初步改性。实施例9 [0064] 本实施例与实施例1的不同之处在于使用质量分数98%的硫酸和质量分数30%的硝酸混合进行初步改性。实施例10 [0065] 本实施例与实施例1的不同之处在于分散液不添加醇醚羧酸钾。实施例11 [0066] 本实施例与实施例1的不同之处在于分散液不添加乙二胺油酸酯。实施例12 [0067] 本实施例与实施例4的不同之处在于不添加矿渣棉。实施例13 [0068] 本实施例与实施例4的不同之处在于不添加丁基橡胶。实施例14 [0069] 本实施例与实施例4的不同之处在于矿渣棉的粒径为8 10mm。~ 实施例15 [0070] 本实施例与实施例4的不同之处在于丁基橡胶颗粒不具有内部中空。实施例16 [0071] 本实施例与实施例4的不同之处在于对混合物料1进行升温操作时只加到50℃。实施例17 [0072] 本实施例与实施例4的不同之处在于对混合物料1通气速度为1.0V密闭装置/min，通气时间为1.5min。实施例18 [0073] 本实施例与实施例4的不同之处在于通气完成后仅对混合物料1进行过滤操作。实施例19 [0074] 本实施例与实施例4的不同之处在于不对混合物料3进行超声波分散。实施例20 [0075] 本实施例与实施例4的不同之处在于旋转磁场强度为0.4T。实施例21 [0076] 本实施例与实施例4的不同之处在于旋转磁场转速为120rpm。 [0077] 砂浆导热系数按GB/T10294‑2008的规定进行测定；砂浆压折比T通过GB/T17671‑2021的规定测定砂浆的抗压强度Rc和抗折强度Rf，并按公式T=Rc/Rf进行计算；砂浆规范化撞击声压级按GB/T50121‑2005的规定进行测定，隔音方差具体实验步骤：将砂浆均匀涂抹在一块木板上，然后将木板平均切割为6块，对每块进行规范化撞击声压级测试，最终对数据进行方差计算得到隔音方差。 [0078] 将本发明实施例1、2、3部分工艺技术特征及技术指标进行对比，如表1所示。 [0079] [0080] 将本发明实施例1与实施例5、6、7部分工艺技术特征及技术指标进行对比，如表2所示。 [0081] [0082] 将本发明实施例1与实施例8、9、10、11部分工艺技术特征及技术指标进行对比，如表3所示。 [0083] [0084] 将本发明实施例1、4与实施例12 21技术指标进行对比，如表4所示。~ [0085] [0086] 结合表1、2、3、4的数据可知，本发明通过将三甲基硅醇钠和纳米硅防水剂按比例复配成憎水改性剂，然后用于膨胀珍珠岩改性，可以显著增强砂浆的保温性能并减少砂浆制备时所需水的份数；先将纤维用浓硫酸和浓硝酸进行初步改性，再将纤维浸泡在醇醚羧酸钾和乙二胺油酸酯制备而成的分散液中进行二次改性，得到的改性纤维可以显著提高砂浆的压折比，使砂浆的抗裂性能有明显增强；通过往砂浆中添加矿渣棉和丁基橡胶解决了因膨胀珍珠岩和纤维改性导致的隔音效果变差的问题，进一步通过改进工艺流程解决了因常规搅拌方式无法使矿渣棉和丁基橡胶在砂浆中均匀分散的问题，使得砂浆整体隔音效果更均匀。 |
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