一种保温砂浆及其制备方法
阅读说明：本技术 一种保温砂浆及其制备方法 (Thermal insulation mortar and preparation method thereof ) 是由 徐志新 于 2021-04-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种保温砂浆及其制备方法,由包括以下重量份的原料制成：水泥、粉煤灰、钙粉、滑石粉、硅粉、膨胀剂、纤维素醚、憎水剂、木质纤维、玻化颗粒、缓凝剂、聚苯乙烯泡沫、三聚氰胺高效减水剂、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钙、抗氧剂、玄武岩纤维、聚丙烯短纤维、细沙。本发明通过三聚氰胺的高效减水性控制硅酸盐水泥阴离子表面的活性,进而控制硅酸盐水泥的低泌水、低碱、低硫酸钠含量、保水性好的特性,通过缓凝剂降低水泥水化速度和水化热、延长凝结时间,进而砂浆的整体固性得到有效提升,在纤维素醚与木质纤维溶解后,一方面提升了砂浆的溶解性,另一方面提升了砂浆的韧性,同时聚丙烯短纤维提高了砂浆的保温隔热性。(The invention discloses thermal insulation mortar and a preparation method thereof, wherein the thermal insulation mortar is prepared from the following raw materials in parts by weight: cement, fly ash, calcium powder, talcum powder, silicon powder, an expanding agent, cellulose ether, a water repellent, wood fiber, vitrified particles, a retarder, polystyrene foam, a melamine high-efficiency water reducing agent, sodium tripolyphosphate, calcium gluconate, an antioxidant, basalt fiber, polypropylene short fiber and fine sand. According to the invention, the activity of the anionic surface of the portland cement is controlled through the efficient water reducing property of melamine, so that the characteristics of low bleeding, low alkali, low sodium sulfate content and good water retention property of the portland cement are controlled, the hydration speed and hydration heat of the cement are reduced through the retarder, the setting time is prolonged, and the overall solidity of the mortar is effectively improved.)
技术领域
本发明涉及保温砂浆制备领域，尤其涉及一种保温砂浆及其制备方法。
背景技术
砂浆是指建筑上砌砖使用的黏结物质，由一定比例的沙子和胶结材料(水泥、石灰膏、黏土等)加水和成，也叫灰浆，也作沙浆，砂浆是由胶凝材料 (水泥、石灰、粘土等)和细骨料(砂)加水拌合而成，常用的有水泥砂浆、混合砂浆(或叫水泥石灰砂浆)、石灰砂浆和粘土砂浆，混合砂浆以水泥和石膏粉为胶凝剂，具有柔软、保水性好、施工方便等优点。
而目前公开的砂浆中大多为水泥、混合泥浆，而其存在的缺点是耐水性差、收缩大、粘结度低、耐久性差、容易开裂和爆灰的问题，并且不能用于潮湿环境和外墙粉刷；水泥砂浆虽然可以克服混合砂浆的缺陷，但它本身却存在沁水多、易开裂、水泥用量高的问题，而随着市场的需求，对泥浆的要求更加苛刻，于是保温泥浆随着市场的需求而被需要，同时保温泥浆不仅要有传统水泥、混合泥浆的优点，同时要具有耐水性、抗氧性的特性，为此我们提出了一种保温砂浆及其制备方法。
发明内容
本发明的目的之一是针对现有技术的不足之处，提出一种保温砂浆。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种保温砂浆，其特征在于，所述砂浆由包括以下重量份的原料制成：水泥40～45份、粉煤灰30～40份、钙粉35～45份、滑石粉20～25份、硅粉 10～12份、膨胀剂3～9份、纤维素醚1～2份、憎水剂2～4份、木质纤维4～ 6份、玻化颗粒1～3份、缓凝剂2～5份、聚苯乙烯泡沫5～7份、三聚氰胺高效减水剂3～5份、三聚磷酸钠6～8份、葡萄糖酸钙10～14份、抗氧剂1～3 份、玄武岩纤维12～19份、聚丙烯短纤维4～6份，细沙15～20份。
优选的，所述膨胀剂为明矾石膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂、铁屑膨胀剂、氧化钙硫铝酸钙复合膨胀剂中的一种或多种。
优选的，所述抗氧剂包括抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂LTDP和抗氧剂 DSTDP中的一种或两种以上的组合。
优选的，所述缓凝剂包括葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、糊精、白糖。
本发明的另一个目的提出了一种保温砂浆的制备方法，包括如下步骤：
S1：按重量份计，将玄武岩纤维12～19份、聚丙烯短纤维4～6份、木质纤维4～6份、纤维素醚1～2份、聚苯乙烯泡沫5～7份、硅粉5～9份、玻化颗粒1～3份、细沙15～20份放入到搅拌机中搅拌，再经超声分散后得到玄武岩改性纤维待用；
S2：水泥25～35份、粉煤灰30～40份、钙粉35～45份、滑石粉20～25 份、憎水剂2～4份、缓凝剂2～5份加入搅拌机搅拌，随后抽干、过滤、干燥得到硅酸盐水泥待用；
S3：随后将三聚氰胺高效减水剂3～5份、三聚磷酸钠6～8份、葡萄糖酸钙10～14份放入到待用的硅酸盐水泥中进行充分稀释，进而得到硅酸盐水泥混合物A；
S4：紧接着将待用的玄武岩改性纤维、水泥、水加入到搅拌机中搅拌均匀，所述玄武岩改性纤维、水泥、水的质量比为1:2.5:1.7，优选在搅拌的同时加入抗氧剂得到混合物B；
S5：将混合物B以及硅酸盐水泥混合物A加入倒搅拌机中搅拌，同时加入蒸馏水稀释到粘稠状，随后将得到的混合液体放置到干燥室中。
优选地，所述玄武岩改性纤维的制备方法为：
所述玄武岩改性纤维的制备方法包括如下步骤：
1)按照配比称取玄武岩纤维12～19份、聚丙烯短纤维4～6份、木质纤维 4～6份，纤维素醚1～2份、聚苯乙烯泡沫5～7份、硅粉10～12份、玻化颗粒 1～3份、膨胀剂3～9份；
2)将玄武岩纤维12～19份、聚丙烯短纤维4～6份、木质纤维4～6份、膨胀剂3～9份搅拌均匀，搅拌转速为120r～200r/min，搅拌时间为30～ 35min，得到物料A；
3)向物料A中加入纤维素醚、聚苯乙烯泡沫、硅粉、玻化颗粒进行超声分散，分散时间为25～35min，随后将混合物进行高温剪切搅拌，温度为120～ 200℃，剪切速度为1200r～1300r/min，搅拌速度为100r～130r/min，再进行冷却、过滤抽干、干燥，所述干燥时间为12～13h，所述干燥温度为70～ 90℃，最后进行球磨机球磨，球磨粒径为100～120目，最后得到玄武岩改性纤维。
优选地，所述硅酸盐水泥的制备方法包括如下步骤：
1)按照配比称取水泥25～35份、粉煤灰30～40份、钙粉35～45份、滑石粉20～25份、憎水剂2～4份、缓凝剂2～5份；
2)将水泥25～35份、粉煤灰30～40份搅拌均匀，搅拌时间为40～ 45min，搅拌转速为200r～300r/min，随后将钙粉35～45份、滑石粉20～25 份、硅粉5～9份、憎水剂2～4份、缓凝剂2～5份加入搅拌，随后得到混合液体，将混合液体进行抽干、过滤，最后进行干燥得到硅酸盐水泥。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
1、在本发明中，采用三聚氰胺高效减水剂和憎水剂组合，通过憎水剂使得硅酸盐水泥成型后的防水以及耐水性得到提升，且三聚氰胺高效减水剂通过磺化三聚瓿胺甲醛树脂中的三聚氰胺为原料，经加成、磺化和缩聚反应，最终生成具有一定聚合度的大分子聚合物，通过三聚氰胺的高效减水性控制硅酸盐水泥阴离子表面的活性，进而控制硅酸盐水泥的早强、非引气、低泌水、低碱、低硫酸钠含量、保水性好特性，而硅酸盐水泥与水泥的适应性较差，坍落度损失快，通过憎水剂相互中和实现对硅酸盐水泥的活性提升。
2、本发明中，由于有机化合物的热氧化过程是一系列的自由基链式反应，在热、光或氧的作用下，有机分子的化学键发生断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物，氢过氧化物发生分解反应，也生成烃氧自由基和羟基自由基，这些自由基可以引发一系列的自由基链式反应，导致有机化合物的结构和性质发生根本变化，通过采用抗氧剂消除刚刚产生的自由基，或者促使氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行，而在抗氧剂实现对混合物B的抗氧化之前，通过缓凝剂降低水泥水化速度和水化热、延长凝结时间，在把控好添加抗氧剂以及缓凝剂的顺序后，砂浆的整体固性得到有效提升，且砂浆的可塑性得到有效保持。
3、本发明采用对玄武岩纤维进行改性，采用玄武岩纤维、聚丙烯短纤维、木质纤维、纤维素醚、聚苯乙烯泡沫组合，通过对玄武岩限位进行改性，通过改性后的玄武岩纤维整体结构更加牢固，进而增加砂浆的整体耐久性，同时玄武岩纤维在改性后，其中聚丙烯短纤维以聚丙烯为原料，制造而成的高强度束状单丝纤维，在加入砂浆混凝土中有效的控制混凝土的固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝，防止及抑制裂缝的形成及发展，大大改善混凝土的阻裂抗渗性，抗冲击及抗震，而纤维素醚则经醚化后的纤维素溶解，性能发生显著变化，同时经醚化后的纤维素溶解于水、稀酸、稀碱或有机溶剂，溶解度主要取决于醚化过程中所引入基团的特性，引入的基团越大则溶解度越低，引入的基团极性越强，纤维素醚越易溶于水，取代度与醚化基团在大分子中的分布情况，大多数纤维素醚只能在一定取代度条件下，才溶解于水，取代度在 0～3之间，纤维素醚的聚合度越高，越不易溶解；聚合度越低，能溶于水的取代度范围越宽，在纤维素醚与木质纤维溶解后，一方面提升了砂浆的溶解性，另一方面提升了砂浆的韧性，同时聚丙烯短纤维提高了砂浆的保温隔热性。
4、本申请自行制备硅酸盐水泥，采用水泥、粉煤灰、钙粉、滑石粉、憎水剂、缓凝剂组合，硅酸盐水泥中的硅酸三钙决定着硅酸盐水泥四个星期内的强度，而硅铝酸三钙强度发挥较快，但强度低，其对硅酸盐水泥在1至3天或稍长时间内的强度起到一定的作用，而硅酸盐水泥中的铁铝酸四钙的强度发挥也较快，但强度低，而考虑到本申请中采用普通硅酸盐水泥，其轻度硬度要求标准低，通过钙粉、粉煤灰、水泥的强度支撑，进而提高硅酸盐水泥的整体强度。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1：一种保温砂浆
包括以下重量份的原料：水泥10份、粉煤灰10份、钙粉5份、滑石粉4 份、硅粉6份、膨胀剂2份、纤维素醚2份、憎水剂2份、木质纤维3份、玻化颗粒3份、硅酸盐水泥10份、缓凝剂2份、聚苯乙烯泡沫5份、三聚氰胺高效减水剂2份、三聚磷酸钠4份、葡萄糖酸钙7份、抗氧剂2份、玄武岩改性纤维7份、玄武岩纤维8份、聚丙烯短纤维2份、细沙4份。
其制备方法是混合均匀后使用。
实施例2：一种保温砂浆
配比同实施例1，区别是制备玄武岩改性纤维，具体制备方法为：
1、按照配比称取玄武岩纤维20份、聚丙烯短纤维15份、木质纤维15 份、纤维素醚8份、聚苯乙烯泡沫8份、硅粉15份、玻化颗粒19份；
2、将玄武岩纤维20份、聚丙烯短纤维15份、木质纤维15份放入到搅拌机中搅拌，搅拌转速为120r～200r/min，搅拌时间为30～35min，随后加入纤维素醚8份、聚苯乙烯泡沫8份、硅粉15份、玻化颗粒19份进行超声分散，分散时间为25～35min，随后将混合物放入高温剪切搅拌设备中，温度为120～ 200℃，剪切速度为1200r～1300r/min，搅拌速度为100r～130r/min，随后进行冷却、过滤，随后放入干燥房，干燥时间为12～13h，干燥温度为70～ 90℃，最后进行球磨机球磨，球磨粒径为100～120目，最后得到玄武岩改性纤维。
实施例3：一种保温砂浆
配比同实施例1，区别是制备硅酸盐水泥，具体制备方法为：
1、按照配比称取水泥35份、粉煤灰30份、钙粉15份、滑石粉10份、硅粉10份、憎水剂5份、缓凝剂5份；
2、将水泥35份、粉煤灰30份放入搅拌机中搅拌，搅拌时间为40～ 45min，搅拌转速为200r～300r/min，随后将钙粉15份、滑石粉10份、硅粉 10份、憎水剂5份、缓凝剂5份加入搅拌，随后得到混合液体，将混合液体进行过滤，最后进行干燥得到硅酸盐水泥。
对比例1：一种保温砂浆
配比同实施例2，区别是制备玄武岩改性纤维时各分量的改变，具体制备方法为：
1、按照配比称取玄武岩纤维20份、聚丙烯短纤维23份、木质纤维15 份、纤维素醚8份、聚苯乙烯泡沫13份、硅粉10份、玻化颗粒8份；
2、将玄武岩纤维20份、聚丙烯短纤维23份、木质纤维15份放入到搅拌机中搅拌，搅拌转速为120r～200r/min，搅拌时间为30～35min，随后加入纤维素醚8份、聚苯乙烯泡沫13份、硅粉10份、玻化颗粒8份进行超声分散，分散时间为25～35min，随后将混合物放入高温剪切搅拌设备中，温度为120～ 200℃，剪切速度为1200r～1300r/min，搅拌速度为100r～130r/min，随后进行冷却、过滤，随后放入干燥房，干燥时间为12～13h，干燥温度为70～ 90℃，最后进行球磨机球磨，球磨粒径为100～120目，最后得到玄武岩改性纤维。
对比例2：一种保温砂浆
配比同实施例3，区别是制备硅酸盐水泥时各分量的改变，具体制备方法为：
1、按照配比称取水泥30份、粉煤灰10份、钙粉35份、滑石粉15份、硅粉10份、憎水剂5份、缓凝剂5份；
2、将水泥水泥30份、粉煤灰10份放入搅拌机中搅拌，搅拌时间为40～ 45min，搅拌转速为200r～300r/min，随后将钙粉35份、滑石粉15份、硅粉 10份、憎水剂5份、缓凝剂5份加入搅拌，随后得到混合液体，将混合液体进行过滤，最后进行干燥得到硅酸盐水泥。
对上述实施例1～3和对比例1～2得到的物料的隔音性以及耐久性进行检测，检测方法如下所示：隔音、抗渗、耐久的检测参照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》J份J/T70-2009；测试保温隔热砂浆的抗压强度、导热系数、拉伸强度抗压强度和浸水拉伸粘结强度时，各实施例的保温隔热砂浆分别按照各自规定的使用方法加水配制成浆料，而后再相同条件下进行检测；具体地，韧性强度的检测参照《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》J份J/T136- 2001；浸水韧性、抗渗和耐久检测在制得试件后，将试件置于20℃水中养护10d，再从水中取出试件，用布擦干，进行韧性、抗渗和耐久强度检测；保温检测在制得试件后，将试件放置在箱内进行加热10min，加热温度在30℃到 50℃，在采用温度计测量试件的温度。采用以上方法分别对实施例1～3和对比例1～2所制得保温隔热砂浆进行性能检测，检测所得结果如下表1所示。
表1：
砂浆
实施例1
实施例2
实施例3
对比例1
对比例2
保温
12％
36％
65％
42％
56％
耐久
26％
44％
47％
34％
50％
韧性
34％
46％
42％
41％
38％
抗渗
16％
31％
52％
51％
48％
如该表1所示，上述实施例1～3和对比例1～2是在工厂将各项原料混合后得到的不同阶段的砂浆性质，实施例分别构成了三个阶段，第一阶段原料的混合程度为基本混合配比，砂浆的有益性质在未组合的情况下，保温、耐久、韧性和抗渗均为普通的性质阶段，第二阶段时，通过对玄武岩纤维改性，实现砂浆的保温、耐久、韧性和抗渗性得到一定幅度提升，在第三阶段时，通过配比硅酸盐水泥的组合，提升砂浆的保温、耐久、韧性和抗渗性在第一阶段的基础上增长30～50％，而对比例则在实施例2的基础上将聚丙烯短纤维分量提高、聚苯乙烯泡沫分量提高、硅粉分量提高、玻化颗粒分量提高后，而对比例1 得到的物料在保温和耐久性上有所下降，而韧性和抗渗则基本维持不变，而在对比例2中则在实施例3的基础上将水泥分量提高、粉煤灰分量降低、钙粉分量降低、滑石粉分量提高后，此时对比例2中得到的物料则在保温、韧性和抗渗性能上的检测数值均有下降，而耐久性则小幅度上涨，综合实施例1～3以及对比例1～2和表1来看，在经过本发明的分量配比后，砂浆的保温、耐久、韧性和抗渗性能数值均有增长。
表2：
有砂浆
1～2h
2～3h
3～4h
4～5h
温度
90℃
79℃
66℃
58℃
表3：
无砂浆
1～2h
2～3h
3～4h
4～5h
温度
84℃
69℃
53℃
36℃
如表格2-3所示，表格2-3中显示的实验过程为：采用两个箱体，将砂浆均匀涂抹在放置在工作台上的箱体A的四周，且在箱体内放置盛有100℃热水的器皿，箱体内放置有温度感应计，箱体B则仅仅在箱体内放置盛有100℃热水的器皿，箱体内放置有温度感应计，在经过四个阶段的时间过程后，分别记录了两个箱体内器皿热水的温度，从表格2-3通过对比得知，涂有砂浆的箱体A内的热水温度对比未涂有砂浆的箱体B内的热水温度，涂有砂浆的箱体A内的热水温度在四个阶段中均高于未涂有砂浆的箱体B内的热水温度，由此可知，砂浆在一系列的组合之后，砂浆的保温性质得到提高。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改。
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