一种保温砂浆及其制备方法与流程

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1.本发明涉及保温材料技术领域，尤其是一种保温砂浆及其制备方法。

背景技术：

2.气凝胶(aerogel)是一种纳米多孔网状结构的固体材料，也是目前已知世界上最好的固体保温材料(导热系数低至0.013w/m
·
k)，1931年由美国kistler.s.发明，因轻若薄雾颜泛蓝，又被称为“蓝烟”、“冻结的烟”，创下15项吉尼斯纪录，与石墨烯、富勒烯等被共誉为改变世界的十大新材料之一，也是世界上最轻的固体材料，在热学、光学、电学、力学、声学等领域具备突出性能，列入20世纪90年代以来10大热门科学技术之一，是具有巨大应用价值的军民两用技术。
3.保温砂浆是以各种轻质材料为骨料，以水泥为胶凝料，掺和一些改性添加剂，经生产企业搅拌混合而制成的一种预拌双组份干粉砂浆。用于构筑建筑表面保温层的一种建筑材料。无机保温砂浆材料保温系统防火不燃烧。可广泛用于密集型住宅、公共建筑、大型公共场所、易燃易爆场所、对防火要求严格场所。还可作为放火隔离带施工，提高建筑防火标准。
4.然而目前的保温砂浆在生产时，主要是通过将水泥与纤维素醚等原料放置在搅拌机中经三次搅拌制得，一方面由于保温砂浆在搅拌时多是沿一个方向进行搅拌，容易在搅拌过程中使得一些干粉料在搅拌初被拨到搅拌罐内外围，导致保温砂浆最终搅拌均匀度较差，另一方面由于保温砂浆在生产过程中均采用传统材料制备，无法实现对工业废弃物的再利用，同时由于采用传统材料所制备的保温砂浆功能有所局限，无法满足资源日益短缺情况下保温砂浆的生产需求。

技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种保温砂浆，该保温砂浆通过采用粉碎研磨以及正反搅拌的方式来对保温砂浆进行制备，有效确保了保温砂浆在制备后的颗粒的均匀度，保证保温砂浆后期的使用质量。
6.优选地，粉碎研磨的粒径为70目至120目，这样可以提高矿渣、水泥与气凝胶的相容性，防止保温砂浆渗漏。
7.同时，本发明采用矿渣代替部分水泥作为胶凝材料，不仅实现了工业废弃物废物的再利用，提高了资源的利用率，而且矿渣本身具由较高的潜在活性，大大提高了保温砂浆在使用后的强度。
8.由于矿渣的质地硬，不同批次原料的性能波动大，其与水泥、气凝胶结合容易出现涂层开裂、保温隔热效果不稳定等问题，针对这些问题，本发明一方面采用珍珠岩，作为轻骨料，能够有效利用其颗粒表面形态不规则、导热系数小、化学稳定性好、抗腐蚀等特点，全面增加砂浆的施工和易性、热工性、抗腐蚀等性能，使得差异化的原料能够很好地适应一套制备工艺，保障砂浆的性能稳定性。
9.另一方面，采用珍珠岩与气凝胶浆料配合，大大增加了保温砂浆在后期使用时的保温性能，减少单位用量，满足资源日益短缺情况下保温砂浆的生产需求。
10.优选地，矿渣占水泥用量的40％-80％，当矿渣用量超过上述比例，会有导热系数上升、保温效果较差的问题。
11.由于本发明中保温砂浆含有气凝胶浆料，气凝胶的空隙结构使得其与水泥、矿渣结合后容易造成渗漏，表面粘水后往内部逐渐渗透，使得墙体的使用寿命缩短。为此，本发明采用聚丙烯纤维来增加保温砂浆的韧性，有效增加了保温砂浆的防水抗渗性能，从而使得保温砂浆的使用寿命得到提高。
12.本发明中，可再分散性胶粉和纤维素醚两种有机聚合物，与水泥、矿渣等无机材料复合，能够通过有机聚合物的表面改性、粘结、保水等效应，增加了水泥、矿渣与气凝胶的结合力，提高保温浆料的内聚性，从而提高保温浆料的保水性，使保温浆料的施工和易性能更加优良。
13.具体方案如下：
14.一种保温砂浆，由相互独立的a组分和b组分组成，所述a组分包括：水泥、矿渣、珍珠岩、可再分散性胶粉、纤维素醚、聚丙烯纤维和助剂，所述b组分为气凝胶浆料，在使用时将a组分和b组分混合均匀，得到所述保温砂浆，在所述保温砂浆中各组分的重量百分比如下：水泥30％-50％，矿渣10％-35％，珍珠岩10％-20％，可再分散性胶粉5％-8％，纤维素醚0.5％-1％，聚丙烯纤维0.5％-3％，气凝胶浆料10％-30％，助剂0.1％-1％。
15.进一步的，所述矿渣占所述水泥用量的40％-80％；任选的，所述气凝胶浆料的固含量为10-20％。
16.进一步的，由如下重量百分比的原料组成：水泥30％-40％，矿渣18％-30％，珍珠岩12％-18％，可再分散性胶粉6.5％-7.5％，纤维素醚0.5％-1％，聚丙烯纤维1％-2.5％，气凝胶浆料10％-30％，助剂0.1％-1％。
17.进一步的，所述保温层的导热系数为0.06-0.07w/(m.k)，软化系数为0.6-0.7。
18.进一步的，所述保温层的抗压强度为0.6-0.8mpa，干密度为300-400kg/m3。
19.本发明还提供所述保温砂浆的制备方法，包括以下步骤：
20.步骤(1)：将水泥和矿渣混合后进行粉碎研磨处理，并将粉碎研磨后的水泥矿渣混合物倒入到双轴式搅拌机中；
21.步骤(2)：将珍珠岩、可再分散性胶粉、纤维素醚、助剂以及聚丙烯纤维按照重量百分比添加到双轴式搅拌机中，进行搅拌，得到混合物料；
22.步骤(3)：待步骤(2)中所述混合物料搅拌后使用双轴式搅拌机翻转、搅拌，得到保温砂浆a组分。
23.进一步的，所述步骤(1)中粉碎研磨的粒径为70目至120目。
24.进一步的，还包括在使用前，将所述a组分、水和b组分按照质量比为5：2-3：1-2混合均匀，得到保温砂浆。
25.本发明还保护所述保温砂浆在建筑施工领域的运用。
26.本发明还保护一种保温建筑，，所述保温建筑包括所述保温砂浆涂抹在墙体上形成的保温层，所述保温层的厚度为10-100mm，优选为40-60mm。
27.有益效果：
28.首先，本发明引入矿渣作为原料，不仅实现了工业废弃物废物的再利用，提高了资源的利用率，而且矿渣本身具由较高的潜在活性，大大提高了保温砂浆在使用后的强度。
29.其次，通过采用粉碎研磨以及正反搅拌的方式来对保温砂浆进行制备，有效确保了保温砂浆在制备后的颗粒的均匀度，保证保温砂浆后期的使用质量，避免了矿渣原料波动性造成的与其他部分材料水泥、气凝胶的施工问题。
30.再则，本发明采用功能性填料珍珠岩部分代替砂作为砂浆的轻质骨料，同时添加了导热系数极低的气凝胶，大大增加拉保温砂浆在后期使用时的保温性能，降低了目标单位用量，满足资源日益短缺情况下保温砂浆的生产需求，同时采用聚丙烯纤维来增加保温砂浆的韧性，有效增加了保温砂浆的防水抗渗性能，从而使得保温砂浆的使用寿命得到提高。
具体实施方式
31.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在下面的实施例中，如未明确说明，“％”均指重量百分比。
32.实施例中采用的气凝胶浆料固含量为15％，助剂为减水剂，为ssf-4000聚羧酸系高性能减水剂。
33.实施例1-3
34.按照表1准备各原料，制备保温砂浆，步骤如下：
35.步骤(1)：将水泥和矿渣混合物进行粉碎研磨处理，粒径为100目，并将粉碎研磨后的水泥矿渣混合物倒入到双轴式搅拌机中；
36.步骤(2)：将珍珠岩、可再分散胶粉、纤维素醚、助剂以及聚丙烯纤维按照优选用量依次添加到双轴式搅拌机中，搅拌5-10分钟；
37.步骤(3)：待步骤(2)中混合物料搅拌后使双轴式搅拌机翻转，再搅拌10-15分钟；
38.步骤(4)：将搅拌后的干粉料进行包装密封处理，便可制得该保温砂浆a组分。
39.使用方法如下：使用时将保温砂浆:水：b组分气凝胶浆料＝5：3：1的比例进行均匀混合，然后将混合后的含气凝胶的双组份保温砂浆料涂抹在相应的墙体上，涂膜厚度以50mm为宜，室温下干燥凝固形成保温层。
40.表1原料用量表/重量百分比
41.原料实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5水泥4528292843矿渣2845282928珍珠岩1616323216可再分散性胶粉77777纤维素醚11111聚丙烯纤维22224助剂11111
42.实施例4
43.按照表1准备各原料，制备保温砂浆，步骤如下：
44.步骤(1)：将水泥和矿渣混合物进行粉碎研磨处理，粒径为120目，并将粉碎研磨后的水泥矿渣混合物倒入到双轴式搅拌机中；
45.步骤(2)：将珍珠岩、可再分散胶粉、纤维素醚、助剂以及聚丙烯纤维按照优选用量依次添加到双轴式搅拌机中，搅拌5-10分钟；
46.步骤(3)：待步骤(2)中混合物料搅拌后使双轴式搅拌机翻转，再搅拌10-15分钟；
47.步骤(4)：将搅拌后的干粉料进行包装密封处理，便可制得该保温砂浆a组分。
48.使用方法如下：使用时将保温砂浆:水：b组分气凝胶浆料＝5：2：2的比例进行均匀混合，然后将混合后的含气凝胶的双组份保温砂浆料涂抹在相应的墙体上，涂膜厚度以50mm为宜，室温下干燥凝固形成保温层。
49.实施例5
50.按照表1准备各原料，制备保温砂浆，步骤如下：
51.步骤(1)：将水泥和矿渣混合物进行粉碎研磨处理，粒径为70目，并将粉碎研磨后的水泥矿渣混合物倒入到双轴式搅拌机中；
52.步骤(2)：将珍珠岩、可再分散胶粉、纤维素醚、助剂以及聚丙烯纤维按照优选用量依次添加到双轴式搅拌机中，搅拌5-10分钟；
53.步骤(3)：待步骤(2)中混合物料搅拌后使双轴式搅拌机翻转，再搅拌10-15分钟；
54.步骤(4)：将搅拌后的干粉料进行包装密封处理，便可制得该保温砂浆a组分。
55.使用方法如下：使用时将保温砂浆:水：b组分气凝胶浆料＝5：3：2的比例进行均匀混合，然后将混合后的含气凝胶的双组份保温砂浆料涂抹在相应的墙体上，涂膜厚度以50mm为宜，室温下干燥凝固形成保温层。
56.对比例1
57.参照实施例1制备对比样品1，采用同等质量的水泥替代珍珠岩，即按照以下步骤：
58.步骤(1)：将水泥和矿渣混合物进行粉碎研磨处理，并将粉碎研磨后的水泥矿渣混合物倒入到双轴式搅拌机中；
59.步骤(2)：将可再分散胶粉、纤维素醚、助剂以及聚丙烯纤维按照优选用量依次添加到双轴式搅拌机中，搅拌5-10分钟；
60.步骤(3)：待步骤(2)中混合物料搅拌后使双轴式搅拌机翻转，再搅拌10-15分钟；
61.步骤(4)：将搅拌后的干粉料进行包装密封处理，便可制得该保温砂浆a组分。
62.使用方法如下：使用时将保温砂浆:水：b组分气凝胶浆料＝5：3：1的比例进行均匀混合，然后将混合后的含气凝胶的双组份保温砂浆料涂抹在相应的墙体上，涂膜厚度以50mm为宜，室温下干燥凝固形成保温层。
63.对比例2
64.参照实施例1制备对比样品2，采用同等质量的珍珠岩替代气凝胶浆料，即按照以下步骤：
65.步骤(1)：将水泥和矿渣混合物进行粉碎研磨处理，并将粉碎研磨后的水泥矿渣混合物倒入到双轴式搅拌机中；
66.步骤(2)：将珍珠岩、可再分散胶粉、纤维素醚、聚丙烯纤维、助剂按照优选用量依
次添加到双轴式搅拌机中，搅拌5-10分钟；
67.步骤(3)：待步骤(2)中混合物料搅拌后使双轴式搅拌机翻转，再搅拌10-15分钟；
68.步骤(4)：将搅拌后的干粉料进行包装密封处理，便可制得该保温砂浆a组分。
69.使用方法如下：使用时将保温砂浆:水：b组分气凝胶浆料＝5：3：0的比例进行均匀混合，然后将混合后的含气凝胶的双组份保温砂浆料涂抹在相应的墙体上，涂膜厚度以50mm为宜，室温下干燥凝固形成保温层。
70.性能检测
71.对实施例和对比例的产品进行密度、抗压强度、软化系数和保温性能测试，结果见表2。其中，测试样品为双组份保温砂浆料固化后形成的保温层。通过软化系数的大小表明其耐水性能，取值范围在0
‑‑
1之间，其值越大，表明耐水性越好。软化系数的计算公式为k＝f/f，其中k——材料的软化系数；f——材料在水饱和状态下的无侧限抗压强度，mpa；f——材料在干燥状态下的无侧限抗压强度，mpa。
72.表2产品性能检测表
[0073][0074]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0075]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0076]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：

1.一种保温砂浆，其特征在于：由相互独立的a组分和b组分组成，所述a组分包括：水泥、矿渣、珍珠岩、可再分散性胶粉、纤维素醚、聚丙烯纤维和助剂，所述b组分为气凝胶浆料，在使用时将a组分和b组分混合均匀，得到所述保温砂浆，在所述保温砂浆中各组分的重量百分比如下：水泥30％-50％，矿渣10％-35％，珍珠岩10％-20％，可再分散性胶粉5％-8％，纤维素醚0.5％-1％，聚丙烯纤维0.5％-3％，气凝胶浆料10％-30％，助剂0.1％-1％。2.根据权利要求1所述保温砂浆，其特征在于：所述矿渣占所述水泥用量的40％-80％；任选的，所述气凝胶浆料的固含量为10-20％。3.根据权利要求1所述保温砂浆，其特征在于：由如下重量百分比的原料组成：水泥30％-40％，矿渣18％-30％，珍珠岩12％-18％，可再分散性胶粉6.5％-7.5％，纤维素醚0.5％-1％，聚丙烯纤维1％-2.5％，气凝胶浆料10％-30％，助剂0.1％-1％。4.根据权利要求1-3任一项所述保温砂浆，其特征在于：所述保温砂浆固化后形成保温层，所述保温层的导热系数为0.06-0.07w/(m.k)，软化系数为0.6-0.7。5.根据权利要求4所述保温砂浆，其特征在于：所述保温层的抗压强度为0.6-0.8mpa，干密度为300-400kg/m3。6.权利要求1-5任一项所述保温砂浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)：将水泥和矿渣混合后进行粉碎研磨处理，并将粉碎研磨后的水泥矿渣混合物倒入到双轴式搅拌机中；步骤(2)：将珍珠岩、可再分散性胶粉、纤维素醚、助剂以及聚丙烯纤维按照重量百分比添加到双轴式搅拌机中，进行搅拌，得到混合物料；步骤(3)：待步骤(2)中所述混合物料搅拌后使用双轴式搅拌机翻转、搅拌，得到保温砂浆a组分。7.根据权利要求6所述保温砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中粉碎研磨的粒径为70目至120目。8.根据权利要求6或7所述保温砂浆的制备方法，其特征在于：还包括在使用前，将所述a组分、水和b组分按照质量比为5：2-3：1-2混合均匀，得到保温砂浆。9.权利要求1-5任一项所述保温砂浆在建筑施工领域的运用。10.一种保温建筑，其特征在于：所述保温建筑包括权利要求1-5任一项所述保温砂浆涂抹在墙体上形成的保温层，所述保温层的厚度为10-100mm，优选为40-60mm。

技术总结

本发明涉及一种保温砂浆及其制备方法，保温砂浆是由相互独立的A组分和B组分组成，所述A组分包括：水泥、矿渣、珍珠岩、可再分散性胶粉、纤维素醚、聚丙烯纤维和助剂，所述B组分为气凝胶浆料，在使用时将A组分和B组分混合均匀，得到所述保温砂浆，在所述保温砂浆中各组分的重量百分比如下：水泥30％-70％，矿渣混合物10％-35％，功能填料珍珠岩10％-20％，可再分散性胶粉5％-8％，纤维素醚0.5％-1％，聚丙烯纤维0.5％-3％，气凝胶浆料10％-30％，助剂0.1％-1％。本发明采用矿渣代替部分水泥作为胶凝材料，不仅实现了工业废弃物废物的再利用，提高了资源的利用率，而且矿渣本身具较高的潜在活性，大大提高了气凝胶保温砂浆在使用后的强度。后的强度。