一种保温砂浆及其制备工艺

1.本发明涉及建筑保温材料技术领域，特别涉及一种保温砂浆及其制备工艺。


背景技术：

2.目前，建筑能耗约占总能耗的35％，而建筑能耗中外墙热损失占比最高，可达33％。因此，对于减少建筑物的能耗，关键在于减少外墙热损失，而建筑围护结构是减少外墙热损失的有效手段。保温砂浆作为一种低导热材料，用于建筑外墙围护结构可显著降低建筑能耗。
3.国标gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中要求砂浆导热系数小于0.07w/(m
·
k)，该导热系数离eps、xps、pu保温板等常用保温板还有较大差距，但保温板存在脱落及因质量改变而需要铲除等问题，而保温砂浆可有效避免此类问题。因此，制备一种低导热、高强度的保温砂浆，是本领域迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种保温砂浆及其制备工艺。通过合理设计保温砂浆的组分及配比，制得了一种导热系数低、强度高的保温砂浆，避免了使用保温板而产生的种种问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.本发明技术方案之一：提供一种保温砂浆，组分包括：固体组分和外加剂和水；其中，按质量份数计，固体组分包括玻化微珠30～40份、水泥50～60份和海泡石2～8份；外加剂包括胶粉、纤维素醚、活性剂、触变剂、淀粉醚、木质纤维、聚苯纤维和引气剂；水与固体组分的质量比为(0.86～1):1。
7.本发明复合添加的木质纤维与聚苯纤维，相较于单一纤维的添加，抗折强度明显提高，并在抗折实验中显示，断裂面仍存在纤维粘结，并没有发生直接断裂现象。木质纤维比重小、比表面积大，具有优良的保温、隔热、隔声、绝缘和透气性能，热膨胀均匀不起壳不开裂；更高的湿膜强度及覆盖效果，聚苯纤维主要提高强度，但导热性较高，因此采用复合添加两者纤维，综合满足导热性和强度。其中较为合适质量比为木质纤维：聚苯纤维＝3:1。纤维素醚、引气剂、触变剂三者的复掺，主要是为了降低保温砂浆的干密度，纤维素醚虽然也有引气作用，但效果不明显，其主要目的是增加砂浆的保水能力，改善流动性和施工性，而引气剂主要用于降低干密度，触变剂则用于增稠砂浆，它与纤维素醚一同添加，可以防止砂浆流动性太高或太低，保持较好的稠度，方便施工。活性剂的主要效果是提高保温砂浆的粘结性能，提高保温砂浆的早期粘结强度，与纤维素醚的复合添加，由于其拥有保水性能，促进早期砂浆水化反应，避免保温砂浆由于早期强度低而导致开裂，并在后期的水化过程中，提升强度。海泡石在保温砂浆的添加主要作用有：1、起到保温隔热作用，2、海泡石由于其具有较好的吸附性，在砂浆的制备中会吸收大量的水分，从而使得砂浆变稠，此外在砂浆的实际应用中也能吸附室内vocs等其他空气污染物。
8.优选地，所述胶粉的加入量为所述固体组分质量的10～15
‰
；所述纤维素醚的加入量为所述固体组分质量的4～8
‰
；所述活性剂的加入量为所述固体组分质量的11～15
‰
；所述触变剂的加入量为所述固体组分质量的1.5～3
‰
；所述淀粉醚的加入量为所述固体组分质量的1～3
‰
；所述木质纤维的加入量为所述固体组分质量的1～3
‰
；所述聚苯纤维的加入量为所述固体组分质量的1～3
‰
；所述引气剂的加入量为所述固体组分质量的0.25～1
‰
。
9.优选地，所述玻化微珠的堆积密度为90-110kg/m3，导热系数为0.037w/m*k，粒度为0.5～1.5mm。
10.优选地，所述海泡石的堆积密度为1000～2200kg/m3，比表面积为350kg/m2。
11.优选地，所述胶粉为可分散乳胶粉。
12.优选地，所述活性剂为白炭黑二氧化硅活性增强剂。
13.优选地，所述触变剂为ny-12w聚氨酯增稠触变剂。
14.优选地，所述引气剂为十二烷基硫酸钠。
15.本发明技术方案之二：提供一种上述保温砂浆的制备方法，包括以下步骤：
16.将称量好的玻化微珠、水泥、海泡石、胶粉、纤维素醚、活性剂、触变剂、淀粉醚、木质纤维和聚苯纤维混合均匀，得到干混材料；将水和引气剂混合均匀，得到混合液；将所述混合液加入至所述干混材料中，搅拌均匀，制得保温砂浆。
17.本发明的有益技术效果如下：
18.本发明以玻化微珠、水泥和海泡石为主要原料，配合其他的外加剂，制得了一种导热系数低、强度高的保温砂浆。能够避免采用保温板保温所出现的脱落及因质量改变而需要铲除等问题。
19.本发明提供的制备方法简单，制得的保温砂浆的导热系数远低于gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中的标准。
具体实施方式
20.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
21.另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
22.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。
23.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
24.本发明所用的水泥为42.5普通硅酸盐水泥。
25.本发明所用玻化微珠的堆积密度为90-110kg/m3，导热系数为0.037w/m*k，粒度为
0.5～1.5mm。
26.本发明所用海泡石的堆积密度为1000～2200kg/m3，比表面积为350kg/m2。
27.本发明所用的胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉(vae)。
28.本发明所用的活性剂为白炭黑二氧化硅活性增强剂。
29.本发明所用的触变剂为ny-12w聚氨酯增稠触变剂。
30.本发明所用的引气剂为k12十二烷基硫酸钠。
31.实施例1
32.保温砂浆的制备：
33.原料配比：固体组分为玻化微珠40份、水泥58份和海泡石2份；水与固体组分质量比为0.96:1；各种外加剂的加入量占固体组分的质量分数：胶粉15
‰
、纤维素醚4
‰
、淀粉醚1
‰
、触变剂1.5
‰
、活性剂11
‰
、聚苯纤维3
‰
、木质纤维1
‰
，引气剂0.25
‰
。
34.制备步骤：
35.将称量好的玻化微珠、水泥、海泡石、胶粉、纤维素醚、活性剂、触变剂、淀粉醚、木质纤维和聚苯纤维搅拌3min，混合均匀，得到干混材料；将水和引气剂混合均匀，得到混合液；将混合液加入至干混材料中，搅拌5min，制得保温砂浆。
36.制得的保温砂浆按照gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中的养护条件及性能测定方法，养护28天后，测得试件的导热系数为0.0484w/(m
·
k)，干密度为340kg/m3，抗压强度为0.8mpa；满足gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中i型砂浆性能要求。
37.实施例2
38.保温砂浆的制备：
39.原料配比：固体组分为玻化微珠41份、水泥56份和海泡石3份；水与固体组分质量比为0.86:1；各种外加剂的加入量占固体组分的质量分数：胶粉15
‰
、纤维素醚4
‰
、淀粉醚1
‰
、触变剂1.5
‰
、活性剂11
‰
、聚苯纤维3
‰
、木质纤维1
‰
，引气剂0.25
‰
。
40.制备步骤：
41.将称量好的玻化微珠、水泥、海泡石、胶粉、纤维素醚、活性剂、触变剂、淀粉醚、木质纤维和聚苯纤维搅拌1min，混合均匀，得到干混材料；将水和引气剂混合均匀，得到混合液；将混合液加入至干混材料中，搅拌3min，制得保温砂浆。
42.制得的保温砂浆按照gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中的养护条件及性能测定方法，养护28天后，测得试件的导热系数为0.0521w/(m
·
k)，干密度为380kg/m3，抗压强度为1.2mpa；满足gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中ii型砂浆性能要求。
43.实施例3
44.保温砂浆的制备：
45.原料配比：固体组分为玻化微珠40份、水泥54份和海泡石6份；水与固体组分质量比为0.86:1；各种外加剂的加入量占固体组分的质量分数：胶粉15
‰
、纤维素醚4
‰
、淀粉醚1
‰
、触变剂1.5
‰
、活性剂11
‰
、聚苯纤维3
‰
、木质纤维1
‰
，引气剂0.25
‰
。
46.制备步骤：
47.将称量好的玻化微珠、水泥、海泡石、胶粉、纤维素醚、活性剂、触变剂、淀粉醚、木质纤维和聚苯纤维搅拌2min，混合均匀，得到干混材料；将水和引气剂混合均匀，得到混合液；将混合液加入至干混材料中，搅拌4min，制得保温砂浆。
48.制得的保温砂浆按照gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中的养护条件及性能测定方法，养护28天后，测得试件的导热系数为0.0527w/(m
·
k)，干密度为344kg/m3，抗压强度为1.0mpa；满足gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中ii型砂浆性能要求。
49.对比例1
50.保温砂浆的制备：
51.与实施例1相比，区别在于省略活性剂的加入。
52.制得的保温砂浆按照gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中的养护条件及性能测定方法，养护7天后，测得试件的导热系数为0.0513w/(m
·
k)，干密度为357kg/m3，抗压强度为0.3mpa。养护14天后，测得试件的导热系数为0.0505w/(m
·
k)，干密度为355kg/m3，抗压强度为0.4mpa。养护28天后，测得试件的导热系数为0.0494w/(m
·
k)，干密度为348kg/m3，抗压强度为0.7mpa。
53.对比例2
54.保温砂浆的制备：
55.与实施例1相比，区别在于省略纤维素醚的加入。
56.制得的保温砂浆按照gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中的养护条件及性能测定方法，养护28天后，测得试件的导热系数为0.0527w/(m
·
k)，干密度为353kg/m3，抗压强度为0.9mpa。
57.对比例3
58.保温砂浆的制备：
59.与实施例1相比，区别在于同时省略纤维素醚和触变剂的加入。
60.制得的保温砂浆按照gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中的养护条件及性能测定方法，养护28天后，测得试件的导热系数为0.0488w/(m
·
k)，干密度为341kg/m3，抗压强度为0.8mpa。力学性能和热工性能变化不大，但在浆料进行刷墙实验中，砂浆上墙效果较差。
61.对比例4
62.保温砂浆的制备：
63.与实施例1相比，区别在于省略海泡石的加入。
64.制得的保温砂浆按照gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中的养护条件及性能测定方法，养护28天后，测得试件的导热系数为0.0543w/(m
·
k)，干密度为365kg/m3，抗压强度为1.0mpa。
65.对比例5
66.保温砂浆的制备：
67.与实施例1相比，区别在于省略木质纤维和聚苯纤维的加入。
68.制得的保温砂浆按照gb/t 20473-2021《建筑保温砂浆》中的养护条件及性能测定方法，养护28天后，测得试件的导热系数为0.0495w/(m
·
k)，干密度为345kg/m3，抗压强度为0.6mpa，抗折强度仅0.4mpa。
69.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。