專利名稱：一種矽水泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種建筑材料，尤指一種建筑用的多功能特殊矽水泥。
背景技術(shù)：
目前所使用的普通水泥為粉狀物質(zhì)，其由石灰及黏土所組成，并與水及砂充分的混合成水泥漿，再以該水泥漿構(gòu)筑出建筑物所需的墻壁、天花板及隔墻，成為該建筑物基本的支撐。換言之，以常用的普通水泥建筑的壁墻、天花板及隔墻無法有效地降低建筑物本身的能量消耗。若加上近年來冷氣及暖氣空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的成本逐年攀升，可想而知，這樣的情況將在全球各地造成能源危機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一多功能特殊矽水泥，用于修補(bǔ)或涂覆于墻壁、天花板及隔墻，以加強(qiáng)其等的功能。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種矽水泥，由重量百分比為49～51％具有黏性的A劑和49～51％粉狀B劑組成；其中，A劑系由重量百分比為3.8％甲基丙烯酸甲酯、7.2％的丙烯酸乙酯、37％的丙烯酸丁酯、0.8％界面活性劑、1.2％的活性劑及50％的水組成；B劑系由重量百分比為82～84％常用的普通水泥及16～18％二氧化矽(silica，SiO2，即二氧化硅)組成。
本發(fā)明的A劑的黏性系數(shù)范圍可達(dá)1000cps至2000cps，最好的狀態(tài)則在黏性系數(shù)1300cps，伸展度可達(dá)435％，張力度可達(dá)7.2kg/cm2，其pH值為7.5～8.5。
該B劑的熱傳導(dǎo)系數(shù)低于0.046kcal/mh℃。
本發(fā)明以一定比例的水混合出水泥漿以修補(bǔ)墻壁、天花板、隔墻或其他類似物；亦可與一定比例的水混合調(diào)和出糊狀的混合物以涂覆墻壁、天花板、隔墻及其他類似物。
其中，在上述混合過程中，還可加入顏料，使水泥漿及糊狀物可以調(diào)和出所需的顏色。
相較于傳統(tǒng)的混凝土水泥，本發(fā)明具低熱傳導(dǎo)性系數(shù)、低粗糙度、良好的拉伸性、防止風(fēng)化及老化功能。相較于常用的墻壁油漆，本發(fā)明則具有較高的閃火點(diǎn)并較耐寒耐熱，且比較環(huán)保而防水性亦佳。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的評估報(bào)告指出，本發(fā)明相較于常用的普通水泥具有更低的熱傳導(dǎo)系數(shù)而有較佳的隔熱效果；更能防止白華(Efflorescence)現(xiàn)象，進(jìn)而避免墻外部涂裝材料的剝落；更佳的耐環(huán)境老化性(anti-aging)而有較長的使用壽命；更低的表面粗糙度而能降低甚至免除后續(xù)的涂料作業(yè)成本。相較于常用的普通油漆則有更高的閃火點(diǎn)(flash point)而可大幅降低著火的風(fēng)險(xiǎn)；更好的防熱耐寒效果。此外，本發(fā)明具有良好的防水性、對混凝土基材的熱脹冷縮效應(yīng)有較佳承受力的拉伸性，以及具毒性的八大金屬溶出量遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值的低毒性等特點(diǎn)。


圖1為二氧化碳濃度變化測量曲線圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本發(fā)明的矽水泥由15kg的A劑、12.5kg的普通水泥及2.5kg的二氧化矽組合而成30kg的混合物。
其中，A劑系由重量百分比為3.8％甲基丙烯酸甲酯、7.2％的丙烯酸乙酯、37％的丙烯酸丁酯、0.8％界面活性劑、1.2％的活性劑及50％的水組成。
實(shí)施例2本發(fā)明的矽水泥由14.7kg的A劑、15.3kg的B劑組成而成30kg的混合物，其中B劑由12.55kg的普通水泥及2.75kg的二氧化矽組合。
實(shí)施例3本發(fā)明的矽水泥由15.3kg的A劑、14.7kg kg的B劑組成而成30kg的混合物，其中B劑由12.35kg的普通水泥及2.35kg的二氧化矽組合。
實(shí)施例4實(shí)施例1中的A劑在與B劑混合前，以30kg的混合物來說，先與3kg的水充分調(diào)和，再與B劑混合為本發(fā)明的矽水泥漿，以用于修補(bǔ)墻壁表面、天花板、隔墻及屋頂?shù)取?br> 實(shí)施例5實(shí)施例1中的A劑在與B劑混合前，以30kg的混合物來說，必須先加入4.5～6kg水，然后與B劑混合成本發(fā)明的矽水泥糊狀物，用來涂覆墻壁表面、天花板、隔間、屋頂或其他等。
實(shí)施例4、5中，亦可在A劑及B劑混合攪拌同時，加入所需的顏料，如此一來，水泥漿及糊狀混合物可以調(diào)和出所需的顏色。
效果實(shí)施例1 熱傳導(dǎo)系數(shù)評估(Thermal conductivity evaluation)對于絕熱材料性能評估，首要考慮的性質(zhì)要求就是需具備低熱傳導(dǎo)系數(shù)，本發(fā)明的矽水泥屬復(fù)合式涂布用材料，其成分包含聚合物(A劑)、二氧化矽以及普通水泥等其他相關(guān)粉料與微量成分(B劑)，平常將二氧化矽以及其他相關(guān)粉料與微量成分以粉狀方式混合成粉料，與聚合物分開儲放，當(dāng)施作時再依比率加水調(diào)制成涂料，為進(jìn)行熱傳導(dǎo)系數(shù)的測量，由發(fā)明人以逐層涂刷疊加的方式完成試片制作，試片尺寸為200mm×200mm，平均厚度1.25mm。
1、評估依據(jù)本發(fā)明矽水泥的熱傳導(dǎo)系數(shù)評估所引用的規(guī)范為CNS7332(臺灣地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，隔熱材料之導(dǎo)熱系數(shù)測定法-平板比較法，經(jīng)濟(jì)部標(biāo)準(zhǔn)局，70年5月27日)，評估過程的平均溫度為30±5℃。該標(biāo)準(zhǔn)系以平板比較法來測定隔熱材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)。
2、評估結(jié)果本發(fā)明矽水泥的熱傳導(dǎo)系數(shù)評估值為0.128kcal/mh℃。根據(jù)Zdenek & Maurice(Zdenek P.Ba ant & Maurice F.Kaplan，Concrete at HighTemperatures-Material Properties and Mathematical Models，Concrete Design &Construction Series 1996，p.65)，一般混凝土依其組成成分熱傳導(dǎo)系數(shù)范圍為1.0-3.6Wm-1℃-1，所以相較于混凝土則本發(fā)明的熱傳導(dǎo)系數(shù)明顯低很多。
效果實(shí)施例2 CO2阻絕效能評估(CO2blocking efficiency evaluation)本發(fā)明矽水泥的使用對象許多是混凝土(concrete)建筑物，由于混凝土中含有氫氧化鈣的成分，若混凝土由于漏水現(xiàn)象或其他滲水機(jī)會而使水分滲入，會將氫氧化鈣[Ca(OH)2]溶解析出混凝土表面并與空氣中的CO2反應(yīng)形成碳酸鈣(CaCO3)，一般稱為白華，而造成混凝土墻外部涂裝材料的剝落。若絕熱材料能同時具備足夠的CO2阻絕能力，則將可有效改善混凝土白華現(xiàn)象。
1、評估依據(jù)由于白華的產(chǎn)生需要吸收CO2，對于材料CO2吸收量檢測目前尚無相關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)可依循，所以相關(guān)評估的方式、步驟與設(shè)備使用則由評估單位依其專業(yè)進(jìn)行，并以CO2吸收量的多寡作為評估材料對于CO2阻絕能力的評估。
2、評估設(shè)備與步驟評估設(shè)備二氧化碳偵測器ALNOR CO2Meter 8610(美國AlnorInstrument公司產(chǎn)品)評估步驟取未漆本發(fā)明矽水泥及漆本發(fā)明水泥塊各六塊(尺寸20cm×20cm×3cm)，分別放置于密封的塑膠容器(此一容器對于CO2的吐出或吸收能力事先需測量，以確保無吐出或吸收情形)中，每隔5分鐘以二氧化碳偵測器檢測塑膠容器中二氧化碳濃度，以得到二氧化碳濃度變化情形。
3、評估結(jié)果相關(guān)評估結(jié)果如圖1所示，其中塑膠容器中置放水泥磚時所得的空白分析曲線，示在測試周期中CO2濃度均能維持穩(wěn)定，表示塑膠容器無吐出或吸收CO2情形。漆本發(fā)明的水泥塊吸收CO2曲線示經(jīng)過45min塑膠容器內(nèi)CO2濃度由原來571ppb降為500ppb，CO2濃度變化率為12.4％；未漆本發(fā)明的水泥塊吸收CO2曲線示經(jīng)過45min塑膠容器內(nèi)CO2濃度由原來595ppb降為49ppb，CO2濃度變化率達(dá)91.8％。由評估結(jié)果得知本發(fā)明的矽水泥對于CO2提供相當(dāng)?shù)淖杞^效果。
效果實(shí)施例3 八大金屬溶出量評估(Soluble migrated element testing)由于本發(fā)明的矽水泥大多應(yīng)用于建筑物的內(nèi)外墻的涂裝，與人的接觸相當(dāng)頻繁，所以需要針對重金屬含量(或析出量)進(jìn)行相關(guān)評估以確保使用上的安全性。
1、評估依據(jù)有關(guān)本發(fā)明矽水泥的八大金屬溶出量評估所引用的規(guī)范為CNS4798-10(臺灣地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，玩具安全檢驗(yàn)法，經(jīng)濟(jì)部標(biāo)準(zhǔn)局，83年12月1日)及ASTM F963-96a(Standard Consumer Safety Specification on Toy Safety，Annual book of ASTM standards，American Society for Testing andMaterials(ASTM)，Vol.15.01，2000，p.230-262)，系利用原子吸收光譜儀來分析測定八種重金屬(銻Sb、砷As、鉛Pb、鎘Cd、鉻Cr、硒Se、鋇Ba以及汞Hg)的含量。
2、評估結(jié)果八大金屬溶出量評估結(jié)果如表1所示，與ASTM F963-96a所示標(biāo)準(zhǔn)值(如表2所示)比較，發(fā)現(xiàn)所有元素的析出量均遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值。
表1 本發(fā)明矽水泥的八大金屬溶出量評估結(jié)果(單位ppm)測試結(jié)果銻Sb 砷As 鉛Pb 鎘Cd 鉻Cr硒Se 鋇Ba 汞Hg＜0.05 ＜0.05 0.083 0.694 3.78 ＜0.05 2.435 1.405表2 ASTM F963-96a八大金屬溶出量標(biāo)準(zhǔn)值(單位ppm)銻Sb砷As鉛Pb鎘Cd鉻Cr硒Se鋇Ba汞Hg6025907560500 1000 60效果實(shí)施例4 防水效能評估(Waterproof evaluation)混凝土建筑物，常會有漏水現(xiàn)象，而造成內(nèi)墻以及建材裝潢的損壞與白華現(xiàn)象。若混凝土墻涂裝材料能具備足夠的防水能力，則可有效延長建筑物相關(guān)建材壽命。
1、評估依據(jù)有關(guān)本發(fā)明矽水泥的防水效能相關(guān)評估方式、步驟與設(shè)備使用則由評估單位與發(fā)明人依專業(yè)討論后擬定，以吸水量的多寡作為評估該材料防水能力的依據(jù)。制作三塊水泥，樣品A表面無任何涂布；樣品B表面涂以本發(fā)明矽水泥；樣品C表面涂以一般水泥漆。
2、評估設(shè)備與步驟評估設(shè)備使用電子磅秤(測量不確定度2g)評估步驟(1)先測量三樣品的重量，再將樣品浸泡于水中5分鐘，取出秤重紀(jì)錄。
(2)讓樣品在自然對流環(huán)境下風(fēng)干30分鐘。
(3)在風(fēng)干過程中，在一定時間內(nèi)以電子磅秤測量重量變化量并記錄之。
3、評估結(jié)果
(1)風(fēng)干過程中，各樣品的凈重比較結(jié)果如表3所示，測量階段的環(huán)境溫度為25.5±0.5℃。由表中顯示樣品B的重量在浸水5分鐘后僅微量增加0.004g(原重量的0.152％)，風(fēng)干10分鐘后重量回復(fù)為原重量且不再隨風(fēng)干時間的增加而有所變化。
(2)風(fēng)干過程中，各樣品的凈重比(凈重比＝樣品試驗(yàn)過程中的重量/樣品試驗(yàn)前的重量)則匯總于表4。如上所述，樣品B的凈重比在風(fēng)干10分鐘之后均維持為1。
(3)各樣品防水效能評估比較，很明顯可看出本發(fā)明的矽水泥具有相當(dāng)優(yōu)異的防水效能，浸水5分鐘后的微小重量增加，應(yīng)為表面附著水滴所致，所以在風(fēng)干過程中很快蒸發(fā)掉，使得其凈重比回復(fù)為1。
表3 各樣品凈重(kg)比較結(jié)果 表4 各樣品凈重比匯總結(jié)果

效果實(shí)施例5 拉伸性能評估(tensile properties evaluation)材料物性是了解材料特性最基本的依據(jù)，為此進(jìn)行了本發(fā)明矽水泥拉伸強(qiáng)度(tensile strength)與伸長率(elongation)的特性評估。以逐層圖刷疊加本發(fā)明的方式完成一20cm×20cm試片，厚度約為2.9mm，再根據(jù)評估標(biāo)準(zhǔn)制作成標(biāo)準(zhǔn)試片。
1、評估依據(jù)由于本發(fā)明屬新開發(fā)材料，其成分含有大量聚合物，有關(guān)聚合物材料的拉伸特性并無較完整的規(guī)范，因此由評估單位依據(jù)該材料特性，引用CNS3553(臺灣地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，硫化橡膠拉伸試驗(yàn)法，經(jīng)濟(jì)部標(biāo)準(zhǔn)局，85年7月24日)規(guī)范作為本發(fā)明拉伸性能評估的依據(jù)。
2、評估結(jié)果本發(fā)明矽水泥的拉伸性能評估結(jié)果為拉伸強(qiáng)度如同預(yù)期屬偏低平均值為0.27kgf/mm2，但具有良好的伸長率，平均約為86.7％。對于混凝土基材的熱漲冷縮效應(yīng)具有較佳的承受能力。
效果實(shí)施例6 表面粗糙度評估(surface roughness evaluation)混凝土建筑物結(jié)構(gòu)面離模后均需進(jìn)行粉光作業(yè)，若粉光后的表面粗糙度夠小則對于后續(xù)涂料作業(yè)成本可以有效降低甚或免除。準(zhǔn)備粉光裸水泥板、涂布本發(fā)明的水泥板和涂布水泥漆水泥板各一片。
1、評估依據(jù)根據(jù)CNS 7868(臺灣地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，表面粗糙度，經(jīng)濟(jì)部標(biāo)準(zhǔn)局，70年9月24日)中的中心線平均粗糙度Ra(Roughness average)的定義進(jìn)行評估比較。
2、評估結(jié)果結(jié)果參見表5。其中，中心線平均粗糙度值Ra越低代表表面越光滑，本發(fā)明涂布水泥板比粉光后的裸水泥板具有更加的表面粗糙度，可有效取代傳統(tǒng)的水泥粉光作業(yè)。隨比水泥漆涂布水泥板略差，但在表面粗糙度要求不高的地方也可直接加色料，而省略掉水泥漆涂布作業(yè)。
表5 表面粗糙度比較表

效果實(shí)施例7 醋酸鹽水噴霧耐久性比較(Acetic acid salt spray durationcomparison，AASS)當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于建筑物外墻或屋頂?shù)耐垦b時，需考慮環(huán)境老化的問題，所以本次評估中進(jìn)行初步的醋酸鹽水噴霧耐久性評估，選擇添加醋酸是為了模擬與了解酸雨以及鹽水對于本發(fā)明附著性能的影響。取兩塊相同水泥塊(尺寸25cm×25cm×3cm)，其中一塊表面涂以本發(fā)明的矽水泥，另一塊則涂以一般水泥漆，進(jìn)行醋酸鹽水噴霧耐久性相關(guān)比較。
2、評估根據(jù)本評估試驗(yàn)所引用的規(guī)范為CNS 8886(臺灣地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，鹽水噴霧試驗(yàn)法，經(jīng)濟(jì)部標(biāo)準(zhǔn)局，91年5月16日)。
3、評估結(jié)果水泥漆涂布水泥塊，在醋酸鹽水噴霧4天后表面發(fā)生起泡剝落；而本發(fā)明涂布的水泥塊表面則無任何異狀。由評估結(jié)果得知，本發(fā)明具有較佳的耐環(huán)境老化性。
效果實(shí)施例8 閃火點(diǎn)評估(Flash point evaluation)所謂的閉火點(diǎn)意指相當(dāng)于1大氣壓(760mmHg)下，材料閃火的最低溫度；在此溫度及指定的試驗(yàn)條件下，試焰可將試樣的蒸汽予以點(diǎn)著。由于本發(fā)明的應(yīng)用大多為民用，故有必要了解其著火的風(fēng)險(xiǎn)性。
1、評估依據(jù)本發(fā)明的閃火點(diǎn)評估所引用的規(guī)范為CNS 3775(臺灣地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，克氏開口杯閃點(diǎn)與著火點(diǎn)測定法，經(jīng)濟(jì)部標(biāo)準(zhǔn)局，79年8月15日)，該規(guī)范使用克氏露口杯法進(jìn)行閃火點(diǎn)測量。
2、評估結(jié)果本發(fā)明閃火點(diǎn)溫度測試結(jié)果為272℃，其值遠(yuǎn)高于一般揮發(fā)性涂料，對于著火的風(fēng)險(xiǎn)也相對大為減低。
上述效果實(shí)施例的評估單位為臺灣正修科技大學(xué)工程研究科技中心。
權(quán)利要求
1.一種矽水泥，由重量百分比為49～51％具有黏性的A劑和49～51％粉狀B劑組成；其中，A劑系由重量百分比為3.8％甲基丙烯酸甲酯、7.2％的丙烯酸乙酯、37％的丙烯酸丁酯、0.8％界面活性劑、1.2％的活性劑及50％的水組成；B劑系由重量百分比為82～84％常用的普通水泥及16～18％二氧化矽組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種矽水泥，其特征在于該A劑的黏性系數(shù)達(dá)1000～2000cps，伸展度為435％，張力度為7.2kg/cm2，pH值為7.5～8.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種矽水泥，其特征在于該B劑的熱傳導(dǎo)系數(shù)低于0.046kcal/mh℃。
4.一種矽水泥漿，其特征在于該水泥漿由如權(quán)利要求1所述的矽水泥與水按重量比為10∶1調(diào)和而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種矽水泥漿，其特征在于該水泥漿中還混合有顏料。
6.一種矽水泥糊狀物，其特征在于該糊狀物由如權(quán)利要求1所述的矽水泥與水按重量比為10∶1.5～2調(diào)和而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種矽水泥糊狀物，其特征在于該糊狀物中還混合有顏料。
全文摘要
一種矽水泥由具黏性的A物質(zhì)及粉狀B物質(zhì)組合而成，其中A物質(zhì)是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、界面活性劑、活化劑及水組合而成；B物質(zhì)則由常用的普通水泥及提煉出的二氧化矽組合而成。A物質(zhì)及B物質(zhì)與一定比例的水充分混合攪拌成水泥漿或糊狀物。本發(fā)明具有防水、油漆、隔熱、防寒、粉光、批土多種功能，使其施用于常用水泥筑成的墻壁、天花板及隔墻等后，大大提升該建筑物的功能，更能有效地降低建筑物本身的能量耗損，提高防水、防火品質(zhì)及延長建筑物本身的壽命；再者，本發(fā)明還具有經(jīng)濟(jì)、低毒環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C04B14/06GK1640841SQ20041000167
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月9日
發(fā)明者黃逖虎, 康有閎 申請人:鎮(zhèn)源貿(mào)易有限公司