墙体饰面砂浆及其制备方法、使用方法与流程

1.本发明涉及建筑工程领域，尤其涉及一种墙体饰面砂浆及其制备方法、使用方法。


背景技术：

2.现有外墙饰面材料主要有涂料、真石漆、瓷砖、装饰砂浆等。真石漆也叫仿石漆或石头漆，属于合成树脂乳液砂壁状建筑涂料的范围，其主要粘结材料为丙烯酸为主的聚合物。涂料中采用了一定级配的骨料及合成颜料，通过喷涂的工艺上墙，达到装饰外墙的目的。由于采用了合成颜料，真石漆的颜色亮丽，选择范围较大，但同时持色性能较差，随着时间的推移会发生褪色的现象。
3.同时在实际的应用中，外墙涂料、真石漆工程应用中存在一些问题：如漆膜很薄，抗开裂能力不足；易沾污，尤其是弹性涂料更易沾污，弹性与耐沾污性难以平衡；易褪色，耐久性不足。如：外墙工程粘贴瓷砖存在一些问题：温差变化等导致安全隐患；施工需经弹线、排粘贴、勾缝、清洁等多道工序，施工成本较高；装饰效果不理想，色彩单一，不易于翻新。如：外墙工程使用装饰砂浆出现的泛碱、色差、自清洁能力等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的提供一种具有良好抗折抗压强度、拉伸粘结强度、环保、又具有装饰性的墙体饰面砂浆及其制备方法、使用方法。
5.本发明公开的一种墙体饰面砂浆，其包括以下组分原料，水泥、集料、乳胶粉、减水剂、防水剂、早强剂、膨胀剂、消泡剂以及纤维素醚。
6.进一步的，所述
[0007][0008][0009]
进一步的，所述，
[0010][0011]
进一步的，所述，
[0012][0013]
进一步的，所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、或者是硅酸盐水泥中掺加的铝酸盐水泥之中的任一种。
[0014]
进一步的，所述集料为石英砂、碎石、彩釉砂中的一种以上。
[0015]
进一步的，所述减水剂为萘系减高效水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种。优选是聚羧酸高效减水剂。
[0016]
进一步的，所述防水剂为有机硅、硅烷基中的一种，最优选是有机硅。
[0017]
进一步的，所述早强剂为甲酸钙、无水氯化钙中的一种，最优选是甲酸钙。
[0018]
进一步的，膨胀剂为钙矾石中的一种，最优选是钙矾石。所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚中的一种，最优选是羟丙基甲基纤维素醚。
[0019]
本技术还提供一种墙体饰面砂浆的制备方法，其包括步骤：取符合如上述配比的水泥、集料、乳胶粉、减水剂、防水剂、早强剂、膨胀剂、消泡剂以及纤维素醚送到混合机里充分混合3-5分钟而成。
[0020]
本技术还提供一种墙体饰面砂浆的使用方法，将如前述的墙体饰面砂浆涂覆于墙面的底漆与罩面之间。
[0021]
本发明公开的墙体饰面砂浆及其制备方法、使用方法具有以下效果。
[0022]
一是生态特性。使墙面具有良好的透气性和憎水性,类似呼吸功能。
[0023]
二是物理力学特性。产品具有良好的抗折抗压强度、拉伸粘结强度、抗泛碱性、耐沾污性、耐候性。
[0024]
三是环保特性。不含游离甲醛、苯等挥发性有机物，为无毒、无味，绿色环保产品。
[0025]
四是装饰特性。持久、古朴色彩，颜色可按用户要求定制。涂浆层厚度一般在1.5～2.5毫米之间，可获得极好的质感及立体装饰效果。
[0026]
五是使用范围特性。施工简单效率高，可广泛适用于新建建筑、旧建筑外墙改造、别墅、农村农房等。
附图说明
[0027]
图1是本发明所述加入减水剂对砂浆的抗压强度趋势图。
[0028]
图2是本发明所述加入减水剂对砂浆的抗折强度趋势图。
[0029]
图3是本发明所述加入减水剂对砂浆的拉伸粘结强度趋势图。
具体实施方式
[0030]
下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明。
[0031]
以下对各个组分在本技术方案中所起作用做进一步的说明。
[0032]
水泥：作为胶凝材料，它在饰面砂浆中起到最关键的作用，是主要组成材料。采用硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或普硅酸盐水泥中掺加少量的铝酸盐水泥。
[0033]
集料：采用级配优良的天然彩砂和石英砂，以取得优美的装饰效果，还可以用碎石、彩釉砂等装饰性集料。合理选用集料会使装饰砂浆取得更好的装饰性能，集料级配和细度模数会影响砂浆的塑性以及硬化体的力学性能，集料颗粒的形状也会影响砂浆的工作性。
[0034]
减水剂：使饰面砂浆具有较高的流动性及稳定性。良好的聚羧酸减水剂与不同种类的水泥有相对较好的相容性，即使在低掺量时，也能使混凝土、砂浆具有高的流动性，并且在低水灰比时具有低粘度和良好的保坍性能。本技术中优选聚羧酸高效减水剂。
[0035]
可再分散性乳胶粉：可再分散乳胶粉在与水接触后可以很快再分散成乳液，并具有与初始乳液相同的性质，即水份蒸发后可以形成膜，这种膜具有高柔韧性、高耐候性和对各种基材的高粘结性。另外，具有憎水性的乳胶粉可以使砂浆具有很好的防水性。可再分散性乳胶粉的主要应用.装饰砂浆、防水砂浆外保温干混砂浆中。在砂浆中都是为了使传统的水泥砂浆的脆性、高弹性模量等弱点得到改善，赋于水泥砂浆较好的柔韧性及抗拉伸粘结强度，以抵抗和延缓水泥砂浆裂缝的产生，由于聚合物与砂浆形成互穿网络结构，在孔隙中形成连续的聚合物膜，加强了集料之间的粘结，堵塞了砂浆内的部分孔隙，所以硬化后的改性砂浆比水泥砂浆性能有很大的改善。可再分散乳胶粉在砂浆中的作用主要是以下几个方面：
[0036]
1提高砂浆的抗压强度和抗折强度。
[0037]
2乳胶粉的加入提高了砂浆的延伸率从而提高了砂浆的抗冲击韧性，同时也赋于砂浆良好的应力分散作用。
[0038]
3提高了砂浆的粘结性能。粘结机理是靠大分子在粘表面的吸附和扩散，同时胶粉有一定的渗透性，和纤维素醚一起充分浸润基层材料的表面，使基层与新抹灰的表面性能接近，从而提高了吸附性，使其性能大大增加。
[0039]
4降低砂浆的弹性模量，提高变形能力，减少开裂现象。
[0040]
5提高砂浆的耐磨性。耐磨性的提高主要是在砂浆的表面有一定数量的胶偻的存在，胶粉起粘结作用，胶粉形成的网膜结构可以穿过水泥砂浆中的孔洞、裂隙。改善了基料与水泥水化产物的粘结，从而提高了耐磨性。
[0041]
6赋予砂浆优良的耐碱性。可再分散乳胶粉的产品性能
[0042]
──
提高砂浆的弯曲强度与抗折强度
[0043]
可再分散乳胶粉形成的聚合物胶膜有很好的柔韧性。在水泥砂浆颗粒的间隙及表面成膜，构成柔韧性连接。重而使脆硬性的水泥砂浆变得有弹性。添加了可再分散乳胶粉的砂浆要比普通砂浆在拉伸抗折上要高好几倍。
[0044]
──
提高砂浆的粘接强度及内聚力
[0045]
作为有机粘结剂的可再分散乳胶粉成膜后，可在不同的基材上形成高抗拉强度和粘接强度。在砂浆与有机材料光滑表面基材的粘结力上的发挥了很重要的作用。成膜的聚合物胶粉作为增强材料分布于整个砂浆体系中，增加砂浆的内聚力。
[0046]
──
提高砂浆的抗冲击性，耐久性，耐磨性
[0047]
填充了砂浆的孔腔，砂浆的密实度增加，提高了耐磨性。在外力的作用下会产生松驰而不被破坏。聚合物胶膜可以永久的存在砂浆体系中。
[0048]
──
提高砂浆的耐候性，抗冻融性，防止砂浆开裂
[0049]
可再分散乳胶粉属于热塑性树脂，有着很好的柔韧性，能够使砂浆应对外部冷热环境变化，有效的防止了砂浆因温差的变化而开裂。
[0050]
──
提高砂浆的憎水性，降低吸水率
[0051]
可再分散乳胶粉在砂浆孔腔及表面成膜，聚合物胶膜遇水后不会二次分散，阻止了水份的入侵，提高了抗渗性。具有疏水效应的特殊可再分散乳胶粉，憎水效果更佳。
[0052]
──
提高砂浆施工和易性聚合物胶粉颗粒间有润滑效应，使砂浆组份能够单独流动，同时胶粉对空气有诱导效应，给予砂浆的可压缩性，改善砂浆的施工和易性。
[0053]
本技术优选的防水剂为有机硅防水粉剂：用在干混砂浆上效果最佳的使用方案，并确定最佳配合比,使其具备良好的工作性能、力学性能和耐久性能；并在此基础上，通过微观测试(x射线衍射、红外光谱、扫描电镜及原子力显微等)方法，了解有机硅防水剂防水的机理，完善有机硅防水反应的理论基础。综合性能指标测试包括:吸水量、抗折抗压强度、粘结强度、冻融循环、耐热耐碱性、干缩率等。应用于干混砂浆中，并对其产生有效的防水性能,最高可以降低砂浆吸水量的90％，且有机硅类防水剂的防水率不随掺量的增加而增大，而是存在一个适宜掺量点。
[0054]
早强剂：主要作用在于加速水泥水化速度，促进砂浆早期强度的发展；既具有早强功能，又具有一定减水增强功能。
[0055]
膨胀剂：主要用于补偿材料硬化过程中的收缩，防止开裂。
[0056]
消泡剂：对砂浆进行消泡，消除高分子材料引入或拌合时搅拌形成的气泡。消泡剂消除砂浆内部封闭的气泡，从而改善了砂浆孔隙结构，降低了砂浆的空隙率。使用消泡剂可
以有效地控制砂浆的含气量，而砂浆内部有合适的含气量不仅可以提高砂浆的工作性，还可以改善其抗渗、抗冻和耐久性能等性能。
[0057]
纤维素醚：使饰面砂浆具有良好的保水和增稠效果，能够显著改善砂浆的工作性，即使砂浆在使用过程中不会因为缺水而导致水泥水化不完全而使表面起粉，使砂浆的结构强度大大增强，明显改善砂浆的黏性。纤维素醚在改善砂浆的工作性的同时，也会对砂浆的结构与性能产生影响。纤维素醚对外墙装饰砂浆工作性的改善主要体现在保水性、抗流挂性和操作时间等方面，通过提高砂浆的拉伸粘结强度来提高施工速度。此外，纤维素醚与水泥体系的相互作用，对砂浆还有引气、缓凝等作用。优选的，羟丙基甲基纤维素醚。
[0058]
实施例1
[0059][0060][0061]
实施例2
[0062][0063]
实施例3
[0064][0065]
实施例1性能做分析
[0066][0067][0068]
实施例2性能做分析
[0069][0070]
实施例3性能做分析
[0071][0072]
以下详细说明各个主要成分对产品性能的影响。
[0073]
1.减水剂对装饰砂浆性能的影响
[0074]
砂浆中掺入高效减水剂，可以显著降低水灰比，并保持砂浆较好的流动性。由于减水剂的分散作用，有利于水泥石微细结构的生长，并不同程度的改变了水泥石的孔分布情况，使大孔减少，水泥石更密实。因此减水剂使砂浆的一些物理、力学性能有所改善，使耐久性提高，耐化学侵蚀能力有所增强。
[0075]
首先通过试验研究，萘系酸高效减水剂对砂浆稠度损失的影响如表1所示，聚羧酸高效减水剂掺量对砂浆水灰比的影响如表2所示，其次分析萘系酸高效减水剂和聚羧酸高效减水剂掺量对砂浆力学性能的影响。
[0076]
表1萘系酸高效减水剂对砂浆稠度损失的影响
[0077][0078]
由表1可以看出，在控制砂浆初始稠度基本相同的情况下，稠度控制为95
±
5mm。当萘系高效减水剂掺量大于0.7％时，砂浆稠度的经时损失相对较小，并且在60min内稠度的变化缓慢。当萘系高效减水剂掺量为1.2％时，100min的砂浆稠度损失为8mm，为所有不同掺量中经时损失最小的，而且未出现明显的分层离析现象。所以可以确定减水剂的最佳掺量大约在1.2％左右。
[0079]
表2聚羧酸高效减水剂对砂浆水灰比的影响
[0080][0081]
由表2可以看出，在稠度基本相同的情况下，掺入聚羧酸高效减水剂能显著降低砂浆的水灰比，这是因为聚羧酸高效减水剂其分子结构具有较强的水化膜润滑减水作用，并且聚羧酸系减水剂分子中大量的羧基、羟基和醚基，这些极性基具有较强的“液
–
气”界面活性，从而具有一定的引气隔离“滚珠”减水效应。但当减水剂掺量增加到一定的程度以后，水灰比降低率开始减小。从表中数据可以看出，减水剂掺量为1.2％时，水灰比降低率最大，保水性最好，这与经时损失试验结果一样，可以确定聚羧酸高效减水剂的适宜掺量为1.2％。
[0082]
试验过程控制砂浆的稠度为95
±
5mm。试验基本配合比为：c︰s︰w︰sup＝1︰2︰w︰sup，测试结果如表3和图1、2和3所示。
[0083]
表3聚羧酸高效减水剂掺量对砂浆力学性能的影响
[0084][0085]
表4萘系减水剂掺量对砂浆力学性能的影响
[0086][0087]
由表3表4可以看出，在稠度基本相同的情况下，掺入聚羧酸高效减水剂能显著降低砂浆的水灰比，这是因为聚羧酸高效减水剂其分子结构具有较强的水化膜润滑减水作用，并且聚羧酸系减水剂分子中大量的羧基、羟基和醚基，这些极性基具有较强的“液
–
气”界面活性，从而具有一定的引气隔离“滚珠”减水效应。但当减水剂掺量增加到一定的程度以后，水灰比降低率开始减小。从表中数据可以看出，减水剂掺量为1.2％时，水灰比降低率最大，保水性最好，这与经时损失试验结果一样，所以可以确定聚羧酸高效减水剂的适宜掺量为1.2％。
[0088]
试验分析了减水剂掺量对砂浆力学性能的影响，试验过程控制砂浆的稠度为95
±
5mm。试验基本配合比为：c︰s︰w︰sup＝1︰2︰w︰sup，测试结果如表5和图1、2、3所示。
[0089]
表5减水剂掺量对砂浆力学性能的影响
[0090][0091]
随着减水剂掺量的增加，砂浆的抗压、抗折强度是逐渐增大的。这是因为随着减水剂掺量的增加，砂浆的水灰比逐渐减小，所以，强度会不断上升。从图3可以知道，随着聚羧酸减水剂掺量的增加，砂浆的拉伸粘结强度也逐渐增大，并在掺量为1.2％时达到最大值，7d强度达到了0.63mpa，28d强度达到了0.84mpa都高于标准要求的0.5mpa。拉伸粘结强度是装饰砂浆的主要考虑因素，并且当减水剂掺量为1.2％时，砂浆的7d抗压强度为18.09mpa，远大于标准要求的4.5mpa，7d抗折强度为3.79mpa，也大于标准要求的2.5mpa。从强度分析，砂浆的最佳掺量为1.2％。
[0092]
从表5可以看出，减水剂使用以后，砂浆的压折比增大，韧性降低。韧性最好的是掺量为0.5％和1.2％的时候，但是当减水剂掺量为0.5％时，砂浆的抗压、抗折强度和拉伸粘结强度等性能没有掺量为1.2％的优异，所以选择1.2％为最佳掺量。
[0093]
2、可再分散性乳胶粉掺量对装饰砂浆性能的影响
[0094]
在砂浆中掺入聚合物胶粉能够改善新拌砂浆的内聚力、粘聚力和结构强度，使砂浆具有较好的抹面施工性能。聚合物胶粉还能够使砂浆的韧性、粘结强度、抗裂性和耐久性能得到较好的改善。
[0095]
试验基本配合比：c︰s︰w︰p︰sup＝1︰2︰0.29︰p︰1.2％(p为胶粉的掺量，按水泥质量的百分数来计算)，测试结果如表6，用fl表示试验中测得的砂浆稠度值。
[0096]
表6可再分散性乳胶粉对砂浆力学性能的影响
[0097]
[0098]
从表6可以得到，砂浆的抗压强度随着乳胶粉掺量的增大而逐渐减小。这是由于具有引气作用，引入的气泡较多，而且气泡的结构也不佳会导致砂浆的抗压强度下降；另外，由于加入的胶粉会在水泥石结构内形成聚合物网络结构体系，其弹性模量比水泥石低，当复合体系受压时起不到刚性支撑作用。试验中测得的抗压强度最小值为12.95mpa，高于标准的要求值4.5mpa，不会对装饰砂浆的使用带来不利影响。而且，后续试验中通过掺入消泡剂来减小胶粉对砂浆抗压强度的不利影响。
[0099]
可再分散性乳胶粉的掺入对砂浆的抗折强度有所改善，抗折强度最大值为5.09mpa，大于标准的要求值2.5mpa；而界面拉伸粘结强度则有了明显的提高，并在掺量为3％时达到最大值1.75mpa，远超过标准的要求值0.5mpa。试验中乳胶粉在砂浆加水拌合后重新分散为乳液，并均匀的分散在水泥浆体中。乳液中的聚合物颗粒会吸附到水化产物和未水化的水泥颗粒上，随着水泥的水化，砂浆内的自由水逐渐减少，水化产物不断增多。聚合物颗粒会相互融合连接在一起形成聚合物膜，最终聚合物膜形成连续网络结构，并与水泥水化物相互交织。该膜层具有较高的变形能力，使水泥水化产物之间及骨料相互胶结，形成了聚合物互穿网络，填充了水泥水化产物之间的孔隙，使骨料和水泥浆体界面上的微裂纹减少，从而提高砂浆的界面拉伸粘结强度和抗折强度等性能。
[0100]
从表6可以看出，在掺量小于3％的范围内，随着乳胶粉掺量的增加，砂浆的稠度逐渐增大，超出这一范围，砂浆的稠度就开始减小。乳胶粉的掺入会改善砂浆的流动性是因为胶粉的掺入会使得砂浆的含气量提高，这些气泡起到类似“滚珠”的效应，使砂浆的流动性增大。
[0101]
3、纤维素醚掺量对装饰砂浆性能的影响
[0102]
为了使砂浆有良好的柔韧性和施工性以提高砂浆的上墙性能，通常需要在砂浆中添加一些保水和增稠的材料，而纤维素醚就是常用的保水、增稠的材料之一。试验基本配合比：c︰s︰w︰ce︰sup＝1︰2.0︰0.29︰ce︰1.2％(ce为纤维素醚的掺量，按水泥质量的百分数来计算)；测试结果如表7所示，用fl表示试验中所测得的砂浆稠度值。
[0103]
表7纤维素醚对砂浆力学性能的影响
[0104][0105]
从表7可见掺入纤维素醚以后，砂浆的抗压强度有了明显的降低，并且随着纤维素醚掺量的增加，抗压强度的降低幅度增大。砂浆的抗折强度在掺量较小时有所增大，而后随着掺量的增大逐渐减小。纤维素醚的掺入一方面会在水泥石结构内形成柔性聚合物体系，
在复合体系受压时起不到刚性的支撑作用而使砂浆的抗压、抗折强度降低；另一方面在砂浆拌合水化的过程中，纤维素醚乳胶颗粒会形成聚合物膜包裹在水泥颗粒的表面，使得水泥的水化不完全，这也会导致砂浆的强度降低。在试验中测得的抗压强度最低值为15.72mpa，远大于标准要求的4.5mpa。因此，在试验中较好的控制纤维素醚的掺量能够很好的降低这一不利影响。
[0106]
由表7可以看出，掺入纤维素醚后，砂浆的界面拉伸粘结强度有了明显的增大。并且强度随着纤维素醚掺量的增加而逐渐增大，在掺量为0.15％时达到最大值1.2mpa，远大于标准要求的0.5mpa。纤维素醚在砂浆中主要起到保水、增稠和改善施工性的作用。通常较小掺量的纤维素醚就能明显提高砂浆的保水性能，使足够的水分保存在砂浆内部，从而保证水泥的水化变硬及其强度的完全发展，提高水泥浆体的拉伸粘结强度；另外，纤维素醚可以改善砂浆的湿粘性，对各种基材都有较好的粘性，从而提高装饰砂浆的上墙性能。
[0107]
从表7还可以得到，随着纤维素醚掺量的增加，砂浆的稠度逐渐减小。当砂浆粘度太大时，施工性能较差，对于砂浆性能改善的趋势也减缓。所以试验中合理的选择纤维素醚的掺量显得尤为重要。
[0108]
本技术所提供的砂浆具有以下特性。
[0109]
一是生态特性。使墙面具有良好的透气性和憎水性,类似呼吸功能。
[0110]
二是物理力学特性。产品具有良好的抗折抗压强度、拉伸粘结强度、抗泛碱性、耐沾污性、耐候性。
[0111]
三是环保特性。不含游离甲醛、苯等挥发性有机物，为无毒、无味，绿色环保产品。
[0112]
四是装饰特性。持久、古朴色彩，颜色可按用户要求定制。涂浆层厚度一般在1.5～2.5毫米之间，可获得极好的质感及立体装饰效果。
[0113]
五是使用范围特性。施工简单效率高，可广泛适用于新建建筑、旧建筑外墙改造、别墅、农村农房等。
[0114]
装饰砂浆主要组成材料为水泥、集料、无机颜料及各类添加剂。相比真石漆而言，由于采用了天然无机颜料，颜色选择范围没有真石漆广泛，但持色性能远远优于真石漆，随着时间的推移，不会发生褪色等现象。同时耐久性能也是勿庸置疑的，材料本身在自然气候条件的影响下耐老化性能优良，不粘灰，可以保证建筑立面历久常新。装饰砂浆的施工相比真石漆简单易控制，主要分为基层处理、涂刷底漆、饰面砂浆上墙及滚涂罩面。
[0115]
本发明公开的最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。