專利名稱：一種低成本高柔性的抹面膠漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，涉及用于外墻外保溫系統(tǒng)保護(hù)層的抹面膠漿。
背景技術(shù)：
近年來，隨著中國建筑節(jié)能工作的不斷推進(jìn)，外墻外保溫技術(shù)作為一項(xiàng)重要的建筑節(jié)能技術(shù)在中國得到了蓬勃的發(fā)展。然而外墻外保溫面層容易開裂的通病一直困擾著這一技術(shù)的推廣，幾乎所有的膨脹聚苯板(EPS)外貼技術(shù)都有一個(gè)共同的難點(diǎn)，即完工一年左右后墻面出現(xiàn)裂紋，而面層開裂會(huì)導(dǎo)致水的滲透而使外保溫的功能降低或失效。因此，提高外墻抹面砂漿的抗開裂性能對(duì)于外墻外保溫技術(shù)的推廣具有十分重要的意義。
引起外墻抹面砂漿開裂的主要原因是材料的脆性較大、柔韌性不足。水泥膠砂的脆性通常用水泥膠砂的壓折比K(即抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度的比值)來衡量，又稱為水泥膠砂的脆性系數(shù)。一般來說，砂漿的壓折比越小，砂漿的脆性越低，柔韌性越高。我國建設(shè)部制訂的建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG149-2003《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》對(duì)于外墻外保溫系統(tǒng)抹面砂漿的柔韌性提出了明確的要求，即壓折比小于等于3。
目前，使用具有一定柔性的聚合物改性砂漿來改善外墻外保溫砂漿的抗開裂性能是普遍接受的觀點(diǎn)，因此市場(chǎng)上已經(jīng)普遍采用聚合物改性砂漿作為外墻外保溫系統(tǒng)的粘結(jié)劑和保護(hù)層砂漿。即便如此，外墻外保溫面層出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象還是時(shí)有發(fā)生。
另外，用聚合物改性砂漿來降低砂漿壓折比、改善砂漿的柔性，還必須考慮到由此帶來的成本增加的問題。通常情況下，要使得砂漿的壓折比降低到3以下，摻入聚合物的量(以固體份計(jì)算)通常要超過水泥質(zhì)量的20％。
如此高的聚合物用量會(huì)導(dǎo)致成本成倍的增加，為外墻外保溫技術(shù)的推廣增加了難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低成本高柔性的聚合物改性抹面膠漿，克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是聚合物改性砂漿以1∶2.5為基準(zhǔn)的膠砂比(即，以1∶2.5為基準(zhǔn)，然后再確定其他組分的變化范圍，每一組分在其可變化的范圍內(nèi)，任選一個(gè)點(diǎn)值，而其他組分也在其可變化的范圍內(nèi)任選一個(gè)點(diǎn)值。)固定聚合物乳液的摻量，以不同摻量的復(fù)合摻合料等量取代水泥，用聚合物和復(fù)合摻合料復(fù)合改性的方法，來降低砂漿的壓折比，改善砂漿的柔性。采用的乳液為丙烯酸酯乳液(PAE)和苯丙乳液(SAE)。
本發(fā)明的苯丙乳液改性抹面膠漿基本組成配比為例如組分 質(zhì)量/g水泥 1250～1750復(fù)合摻合料750～1250砂5000～7500苯丙乳液(以聚合物固體計(jì)算)200～250水950～1000
其中，復(fù)合摻合料的摻量為30％～50％。
本發(fā)明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿基本組成配比為組分 質(zhì)量/g水泥 1250～1500復(fù)合摻合料1000～1250砂5000～7500丙烯酸酯乳液(以聚合物固體計(jì)算)200～250水750～950消泡劑1～3稠化粉60～90其中，復(fù)合摻合料的摻量為40％～50％。
進(jìn)一步，苯丙乳液改性抹面膠漿的壓折比為2.55～2.95，丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿的壓折比為2.13～2.83。
所用的復(fù)合摻合料由工業(yè)廢渣為主配制，其粒徑分布滿足表的要求。
所用的復(fù)合摻合料的活性指數(shù)滿足7d為≥79％，28d為≥90％的要求。
用于本發(fā)明的試驗(yàn)材料以及其用量有如下要求1.水泥P.O.42.5普通硅酸鹽水泥，其化學(xué)組成見表1。
表1水泥化學(xué)組成

2.復(fù)合摻合料復(fù)合摻合料可以用磨細(xì)的粉煤灰、磨細(xì)的?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材料或其他工業(yè)廢渣的一種或幾種配制。要求所配制復(fù)合摻合料的活性指數(shù)(按照GB/T 12957-2005用于水泥混合材的工業(yè)廢渣活性試驗(yàn)方法測(cè)定)7d為≥79％，28d為≥90％，細(xì)度要求為45μm篩余≤15.28％，同時(shí)，其粒徑分布必須滿足表2要求，其他指標(biāo)滿足表3的要求。本發(fā)明的聚合物改性砂漿中復(fù)合摻合料等量取代水泥，水泥與復(fù)合摻合料統(tǒng)稱為膠凝材料(簡稱膠)，復(fù)合摻合料占總膠凝材料的30％～50％。
表2復(fù)合摻合料粒徑分布

表3復(fù)合摻合料的主要性能指標(biāo)

3.砂砂子為30～100目的黃砂，其細(xì)度模數(shù)為1.89，其中砂子的用量為膠凝材料的2.5倍，即膠砂比為1∶2.5。
4.乳液本發(fā)明所有的乳液主要為兩種乳液，丙烯酸酯乳液(PAE)和苯丙乳液(SAE)。其中丙烯酸酯乳液(PAE)的固含量約為47％，而苯丙乳液(SAE)的固含量約為57％。聚膠比在0.08～0.10之間。
5.拌合水拌合水即為普通自來水。通過控制膠漿的水膠比來保證抹面膠漿的施工性。
本發(fā)明的砂漿制備方法如下將原料按比例稱好，用砂漿攪拌設(shè)備先將水泥、摻合料和砂等干粉料攪拌，使其混合均勻，然后再加部分水?dāng)嚢瑁詈笤賹⒕酆衔锶橐?、外加劑以及剩下的水加入攪拌?br> 由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的膠漿采用了聚合物和復(fù)合摻合料復(fù)合改性的方法。對(duì)于聚合物和復(fù)合摻合料復(fù)合改性膠漿，活性效應(yīng)在復(fù)合摻合料效應(yīng)中占主導(dǎo)地位，復(fù)合摻合料中的活性SiO2與水泥水化產(chǎn)物中的Ca(OH)2晶體反應(yīng)生產(chǎn)C-S-H凝膠，這樣使得水化產(chǎn)物中Ca(OH)2晶體的量減少，而C-S-H凝膠的量相對(duì)增加，因此降低了膠漿的脆性。這樣使得膠漿的柔性提高，膠漿的壓折比降低，提高了膠漿的抗開裂性能；本發(fā)明中摻入復(fù)合摻合料，提高了膠漿的和易性，使得抹面膠漿的施工性得到改善。同時(shí)，由于該復(fù)合摻合料由工業(yè)廢渣為主配制，工業(yè)廢渣是威脅環(huán)境和生態(tài)平衡的一種污染材料，因此在膠漿中用復(fù)合摻合料等量取代水泥，既可以降低材料的成本，又可以變廢為寶，對(duì)于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義；制備工藝簡單、成本低廉、應(yīng)用廣泛。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高柔性低成本的聚合物改性抹面膠漿，來降低膠漿的壓折比，以滿足外墻外保溫抹面膠漿的柔性的要求。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣進(jìn)行的本發(fā)明的聚合物改性砂漿以1∶2.5為基準(zhǔn)的膠砂比(即，以1∶2.5為基準(zhǔn)，然后再確定其他組分的變化范圍，每一組分在其可變化的范圍內(nèi)，任選一個(gè)點(diǎn)值，而其他組分也在其可變化的范圍內(nèi)任選一個(gè)點(diǎn)值。)，固定聚合物乳液的摻量，以不同摻量的復(fù)合摻合料等量取代水泥，用聚合物和復(fù)合摻合料復(fù)合改性的方法，來降低砂漿的壓折比，改善砂漿的柔性。采用的乳液為丙烯酸酯乳液(PAE)和苯丙乳液(SAE)。
本發(fā)明的苯丙乳液改性抹面膠漿基本組成配比為例如組分 質(zhì)量/g水泥 1250～1750復(fù)合摻合料750～1250砂5000～7500苯丙乳液(以聚合物固體計(jì)算)200～250水950～1000其中，復(fù)合摻合料的摻量為30％～50％。
本發(fā)明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿基本組成配比如下組分 質(zhì)量/g水泥 1250～1500復(fù)合摻合料1000～1250砂5000～7500丙烯酸酯乳液(以聚合物固體計(jì)算)200～250
水750～950消泡劑1～3稠化粉60～90其中，復(fù)合摻合料的摻量為40％～50％。
可用于本發(fā)明的材料以及其用量如下1、水泥符合GB 175-1999標(biāo)準(zhǔn)的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)42.5。
2、復(fù)合摻合料本發(fā)明的復(fù)合摻合料可以用磨細(xì)的粉煤灰、磨細(xì)的粒化高爐礦渣、火山灰質(zhì)混合材料或其他工業(yè)廢渣的一種或幾種配制。要求所配制復(fù)合摻合料的活性指數(shù)(按照GB/T 12957-2005用于水泥混合材的工業(yè)廢渣活性試驗(yàn)方法測(cè)定)7d為≥79％，28d為≥90％，細(xì)度要求為45μm篩余≤15.28％，同時(shí)，其粒徑分布必須滿足2要求，其他指標(biāo)滿足3的要求。本發(fā)明的聚合物改性砂漿中復(fù)合摻合料等量取代水泥，水泥與復(fù)合摻合料統(tǒng)稱為膠凝材料(簡稱膠)，復(fù)合摻合料占總膠凝材料的30％～50％。
表2復(fù)合摻合料粒徑分布

表3復(fù)合摻合料的主要性能指標(biāo)

3、砂砂子為30～100目的黃砂，其細(xì)度模數(shù)為1.89，其中砂子的用量為膠凝材料的2.0～3.0倍，即膠砂比為1∶2.0～1∶3.0。
4、乳液本發(fā)明所使用的乳液主要為兩種乳液，丙烯酸酯乳液(PAE)和苯丙乳液(SAE)，。其中丙烯酸酯乳液(PAE)的固含量約為47％，而苯丙乳液(SAE)的固含量約為57％。聚膠比在0.08～0.10之間。
5、拌合水拌合水即為普通自來水。通過控制砂漿的水膠比來保證抹面膠漿的施工性。
本發(fā)明的砂漿制備方法如下將原料按比例稱好，用砂漿攪拌機(jī)先將水泥、摻合料和砂等干粉料攪拌約1min，使其混合均勻，然后再加部分水?dāng)嚢杓s1.5min，最后再將聚合物乳液、外加劑以及剩下的水加入攪拌。改性砂漿的攪拌時(shí)間一般為3.5～5min。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。由于本發(fā)明采用了兩種乳液，因此對(duì)其實(shí)施例分開進(jìn)行描述。
首先對(duì)本發(fā)明中加入苯丙乳液(SAE)的聚合物改性抹面膠漿進(jìn)行描述。
實(shí)施例1苯丙乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表4本發(fā)明的苯丙乳液改性抹面膠漿及比較例配方。該配方中，膠砂比為1∶2.5，復(fù)合摻合料等量取代水泥的量為50％，聚膠比為0.10，水膠比為0.38。
該配方的膠漿的壓折比為2.55。
實(shí)施例2苯丙乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表4本發(fā)明的苯丙乳液改性抹面膠漿及比較例配方。該配方中，膠砂比為1∶2.5，復(fù)合摻合料等量取代水泥的量為40％，聚膠比為0.10，水膠比為0.38。
該配方的膠漿的壓折比為2.94。
實(shí)施例3苯丙乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表4本發(fā)明的苯丙乳液改性抹面膠漿及比較例配方。該配方中，膠砂比為1∶2.5，復(fù)合摻合料等量取代水泥的量為30％，聚膠比為0.10，水膠比為0.39。
該配方的膠漿的壓折比為2.95。
比較例1苯丙乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表4本發(fā)明的苯丙乳液改性抹面膠漿及比較例配方。該配方中，膠砂比為1∶2.5，復(fù)合摻合料等量取代水泥的量為20％，聚膠比為0.10，水膠比為0.39。
該配方的膠漿的壓折比為3.18。
比較例2苯丙乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表4本發(fā)明的苯丙乳液改性抹面膠漿及比較例配方。該配方中，膠砂比為1∶2.5，復(fù)合摻合料等量取代水泥的量為10％，聚膠比為0.10，水膠比為0.40。
該配方的膠漿的壓折比為3.30。
比較例3苯丙乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表4本發(fā)明的苯丙乳液改性抹面膠漿及比較例配方。該配方中，膠砂比為1∶2.5，復(fù)合摻合料等量取代水泥的量為0，即沒有摻入復(fù)合摻合料的情況，聚膠比為0.15，水膠比為0.40。
該配方的膠漿的壓折比為3.44。
本發(fā)明的苯丙乳液改性抹面膠漿的力學(xué)性能以及壓折比與這三個(gè)比較例的對(duì)比見5。從表5可以看出，隨著復(fù)合摻合料摻量的增加，膠漿的壓折比顯著降低。當(dāng)復(fù)合摻合料的摻量增大到50％時(shí)，膠漿的壓折比最低，降低到2.55，降低的幅度達(dá)到54.9％。
表4本發(fā)明的苯丙乳液改性抹面膠漿及比較例配方

表5本發(fā)明的苯丙乳液改性抹面膠漿的力學(xué)性能及其壓折比與比較例的對(duì)比

下面對(duì)本發(fā)明中加入丙烯酸酯乳液(PAE)改性抹面膠漿進(jìn)行描述。與苯丙乳液改性抹面膠漿不同，該膠漿中加入消泡劑，其用量為純聚合物質(zhì)量的1％，同時(shí)加入稠化粉，其用量為膠凝材料質(zhì)量的3％。
實(shí)施例1丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表6本發(fā)明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿及比較例配方。該配方中，膠砂比為1∶2.5，復(fù)合摻合料等量取代水泥的量為50％，聚膠比為0.08，水膠比為0.30。
該配方的膠漿的壓折比為2.13。
實(shí)施例2丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表6本發(fā)明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿及比較例配方。該配方中，膠砂比為1∶2.5，復(fù)合摻合料等量取代水泥的量為40％，聚膠比為0.08，水膠比為0.32。
該配方的膠漿的壓折比為2.83。
比較例1丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表6本發(fā)明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿及比較例配方。該配方中，膠砂比為1∶2.5，復(fù)合摻合料等量取代水泥的量為20％，聚膠比為0.08，水膠比為0.35。
該配方的膠漿的壓折比為3.74。
比較例2丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表6本發(fā)明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿及比較例配方。該配方中，膠砂比為1∶2.5，復(fù)合摻合料等量取代水泥的量為10％，聚膠比為0.08，水膠比為0.35。
該配方的膠漿的壓折比為4.30。
比較例3丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表6本發(fā)明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿及比較例配方。該配方中，膠砂比為1∶2.5，復(fù)合摻合料等量取代水泥的量為0，即沒有摻入復(fù)合摻合料的情況，聚膠比為0.08，水膠比為0.38。
該配方的膠漿的壓折比為4.00。
本發(fā)明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿的力學(xué)性能以及壓折比與這三個(gè)比較例的對(duì)比見表7。從表7可以看出，隨著復(fù)合摻合料摻量的增加，膠漿的壓折比顯著降低。當(dāng)復(fù)合摻合料的摻量增大到50％時(shí)，膠漿的壓折比最低，降低到2.13，降低的幅度達(dá)到46.8％。
綜上所述，摻入復(fù)合摻合料對(duì)于降低聚合物改性膠漿的壓折比，提高膠漿的柔性，效果非常明顯。
表6本發(fā)明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿及比較例配方

表7本發(fā)明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿的力學(xué)性能及其壓折比與比較例的對(duì)比

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高柔性低成本的抹面膠漿，其特征在于是以聚合物和復(fù)合摻合料復(fù)合改性的方法制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于以1∶2.5為基準(zhǔn)的膠砂比來固定聚合物乳液的摻量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于采用的乳液為丙烯酸酯乳液和苯丙乳液，其中丙烯酸酯乳液的固含量約為47％，而苯丙乳液的固含量約為57％，聚膠比在0.08～0.10之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于苯丙乳液改性抹面膠漿基本組成配比為組分 質(zhì)量/g水泥 1250～1750復(fù)合摻合料750～1250砂5000～7500苯丙乳液 200～250水950～1000其中，復(fù)合摻合料的摻量為30％～50％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿基本組成配比如下組分 質(zhì)量/g水泥 1250～1500復(fù)合摻合料1000～1250砂5000～7500丙烯酸酯乳液 200～250水750～950消泡劑1～3稠化粉60～90其中，復(fù)合摻合料的摻量為40％～50％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于所述的苯丙乳液改性抹面膠漿的壓折比為2.55～2.95，所述的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿的壓折比為2.13～2.83。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于所用的復(fù)合摻合料包括磨細(xì)的粉煤灰、磨細(xì)的?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材料或其他工業(yè)廢渣的一種或一種以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于所用的復(fù)合摻合料的活性指數(shù)滿足7d為≥79％，28d為≥90％的要求。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于砂子為30～100目的黃砂，其細(xì)度模數(shù)為1.89，其中砂子的用量為膠凝材料的2.0～3.0倍，即膠砂比為1∶2.0～1∶3.0。
10.權(quán)利要求1-9中任一所述的抹面膠漿的制備方法，其特征在于將原料按比例稱好，用砂漿攪拌設(shè)備先將水泥、摻合料和砂等干粉料攪拌，使其混合均勻，然后再加部分水?dāng)嚢瑁詈笤賹⒕酆衔锶橐?、外加劑以及剩下的水加入攪拌?br> 全文摘要
一種低成本高柔性的聚合物改性抹面膠漿。本發(fā)明涉及一種用于外墻外保溫系統(tǒng)保護(hù)層的摻復(fù)合摻合料的聚合物改性抹面膠漿。以1∶2.5為基準(zhǔn)的膠砂比，固定聚合物乳液的摻量，以不同摻量的復(fù)合摻合料等量取代水泥，用聚合物和復(fù)合摻合料復(fù)合改性的方法，來降低砂漿的壓折比，改善砂漿的柔性。采用的乳液為丙烯酸酯乳液(PAE)和苯丙乳液(SAE)。其中，苯丙乳液改性抹面膠漿，當(dāng)復(fù)合摻合料摻量為50％時(shí)，膠漿的壓折比可以降低到2.55；丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿，當(dāng)復(fù)合摻合料摻量為50％時(shí)，膠漿的壓折比可以降低到2.13。該膠漿的制備方法簡單、成本低廉、應(yīng)用廣泛。
文檔編號(hào)C04B18/04GK1982250SQ200510111619
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者鐘世云, 王峰 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)