一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料及其制備方法，該材料由干料及水劑組成。其中，干料包括半水石膏粉、水泥、粉煤灰、生石灰、礦粉、膨脹硅膠和微硅粉，水劑包含改性添加劑、微發(fā)泡劑和水。將水劑攪拌均勻后加入干料繼續(xù)快速攪拌，裹挾空氣以形成微氣泡，可實現(xiàn)微氣泡與石膏混合料均質(zhì)的混合，提高生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。本發(fā)明的自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強、保溫隔音、耐水抗堿和快澆成型等優(yōu)點。
【專利說明】
一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001 ]本發(fā)明涉及一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料及其制備方法，屬于建筑材料領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】：
[0002] 隨著全球能源危機和環(huán)境惡化的日益加劇，建筑綠色節(jié)能政策得到了政府部門的 大力推廣，而墻體自保溫材料作為建筑節(jié)能的主要途徑，市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?br>[0003] 石膏是建筑材料中的三大膠凝材料之一，建筑石膏制品也已在我國有幾十年的生 產(chǎn)和應(yīng)用歷史，而以工業(yè)副產(chǎn)石膏為基材的自保溫墻體材料就是其中一種。目前，國內(nèi)的石 膏基墻體材料體積密度一般都較大，制品內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)疏松，從而降低其強度及耐水性，在 實際工程應(yīng)用中還存在"泛堿、吐黃"的現(xiàn)象，大大限制了石膏基墻體材料在建筑領(lǐng)域的推 廣應(yīng)用。
[0004] 傳統(tǒng)提升墻體材料輕質(zhì)性能的方法主要為摻入?；⒅椤PS顆粒等輕質(zhì)骨料，如 專利《一種輕質(zhì)石膏復(fù)合配方及利用其現(xiàn)澆石膏墻體的施工方法》(專利號2015105810616) 中選擇摻入膨脹珍珠巖、?；⒅楹吞樟Ｖ械囊环N或兩種以上來降低墻體材料的容重;專 利《一種建筑隔墻用輕質(zhì)墻板》(專利號2015107919223)選用爐底渣、膨脹珍珠巖和黏土陶 粒來提高墻體材料的輕質(zhì)性能。雖然摻入輕質(zhì)骨料能有效的降低墻體材料的密度等級，但 是輕質(zhì)骨料一般吸水率較大，抗凍性也差，會降低墻體材料的綜合性能，在一定程度上限制 了墻體材料的高性能化和工程應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0005] 本發(fā)明的目的就是提供一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，在降低容重的同時保 證相當(dāng)?shù)膹姸?，提高抗水性能，無泛堿開裂等現(xiàn)象，應(yīng)用范圍更加寬廣。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，其特征在于，按重量份數(shù)計，由半水石膏粉30 ~40份、水泥5~15份、粉煤灰7~15份、生石灰1~4份、礦粉0~2份、膨脹硅膠2~10份、微娃 粉0~1份、改性添加劑1~4份、微發(fā)泡劑0.05~0.1份和水30~45份組成。
[0008] 一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，所采用的半水石膏粉為：由脫硫石膏粉50份、 磷石膏粉25份和鈦石膏粉25份組成。
[0009] -種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，所采用的膨脹硅膠為：由直徑1~3mm的一級 細孔硅膠顆粒，在反應(yīng)爐中從常溫加熱至1200 ± 50°C后，自然冷卻至常溫，完成膨脹過程即 得膨脹硅膠，其堆積密度為19kg/m3。
[0010] -種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，所采用的改性添加劑為:按重量份數(shù)計，由纖 維素醚0.5~2份、減水劑8~20份、有機硅防水劑7~12份、丙烯酸乳液12~16份、抗堿劑5~ 8份、氯化鈣6~13份、碳酸鋰6~10份、草酸鈉8~12份、氫氧化鈉12~16份和石蠟3~5份組 成。
[0011] -種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，所采用的微發(fā)泡劑為：由十二烷基醇醚硫酸 鈉35~50份和硬脂酸鈣50~65份組成。
[0012] 所采用的減水劑為:標(biāo)準聚羧酸母液，不含緩凝組分，固含量為40%。
[0013]所采用的纖維素醚為：延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚，加水拌合后前3min的動 力粘度值小于2000mPa · s，加水拌合后8min的動力粘度值可達1000 OOmPa · s以上。
[0014] 所采用的有機硅防水劑為二甲基硅油乳液。
[0015] -種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，其制備方法包括以下步驟：
[0016] 首先將改性添加劑1~4份、微發(fā)泡劑0.05~0.1份和水30~45份混合后攪拌15~ 30秒得到均勻水劑；
[0017] 然后將半水石膏粉30~40份、7K泥5~15份、粉煤灰7~15份、生石灰1~4份、礦粉0 ~2份、膨脹硅膠2~10份和微硅粉0~1份混合后加入之前得到的水劑中，快速攪拌50~70 秒得到石膏混合料；
[0018] 最后將石膏混合料倒入指定模具澆鑄成型，終凝脫模后先自然養(yǎng)護1~2天，再放 入蒸養(yǎng)房內(nèi)在80 ± 5 °C下蒸養(yǎng)8小時后自然晾干。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益的效果是：
[0020] (1)在不影響制品各項性能的前提下，復(fù)摻脫硫石膏、磷石膏和鈦石膏，提升了磷、 鈦工業(yè)副產(chǎn)石膏的利用率，降低了經(jīng)濟成本。
[0021] (2)通過摻入膨脹硅膠及物理發(fā)泡復(fù)合的方式降低和控制制品的容重，與添加輕 質(zhì)骨料的傳統(tǒng)方式相比，可降低吸水率，提高熱阻。
[0022] (3)本發(fā)明所采用的復(fù)合改性添加劑能有效的改善石膏基復(fù)合材料的抗水性和強 度等性能，擴大其在實際工程中的應(yīng)用范圍。
[0023] (4)本發(fā)明所選用的微發(fā)泡劑相對于松香類、動植物蛋白類等發(fā)泡劑來說，與石膏 基基體材料有更好的相容性，所得氣泡孔徑小，穩(wěn)定性能好，對石膏基復(fù)合材料的強度影響 較低。
[0024] (5)通過加入微發(fā)泡劑，邊快速攪拌邊引入空氣形成微氣泡，可實現(xiàn)微氣泡與石膏 混合料快速均勻的混合，快澆快凝，極大提升了生產(chǎn)效率，增加產(chǎn)業(yè)利潤。
[0025] (6)本發(fā)明所選用的延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚與石膏基復(fù)合材料的制備技 術(shù)相符合。在前期攪拌過程中該纖維素醚緩慢溶解，保證了石膏基復(fù)合材料的流動性，使其 能夠快速順利的完成澆筑過程;而在澆筑完畢后，該纖維素醚即開始發(fā)揮作用，起到保水、 增稠和增黏等功能。
[0026] (7)本發(fā)明所采用的自然養(yǎng)護與蒸汽養(yǎng)護相結(jié)合的養(yǎng)護方式，可提高石膏基復(fù)合 材料的抗壓強度，相對減少膠凝材料的用量，降低經(jīng)濟成本；同時加快了石膏基復(fù)合材料的 養(yǎng)護進程，大大提高其工業(yè)生產(chǎn)的效率。
【具體實施方式】：
[0027] 實施例1
[0028] 按重量比稱取半水石膏粉31份、水泥5份、粉煤灰15份、生石灰4份、礦粉2份、膨脹 硅膠3份、微硅粉1份、改性添加劑3份、微發(fā)泡劑0.05份和水36份。
[0029] 所采用的改性添加劑為:按重量份數(shù)計，由纖維素醚1份、減水劑20份、有機硅防水 劑9份、丙烯酸乳液15份、抗堿劑7份、氯化鈣10份、碳酸鋰8份、草酸鈉11份、氫氧化鈉15份和 石蠟4份組成。
[0030] -種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，所采用的微發(fā)泡劑為：由十二烷基醇醚硫酸 鈉35份和硬脂酸鈣65份組成。
[0031 ]所采用的減水劑為:標(biāo)準聚羧酸母液，不含緩凝組分，固含量為40 %。
[0032]所采用的纖維素醚為：延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚，加水拌合后前3min的動 力粘度值小于2000mPa · s，加水拌合后8min的動力粘度值可達1000 OOmPa · s以上。
[0033]所采用的有機硅防水劑為二甲基硅油乳液。
[0034]其制備方法為：
[0035] (1)將稱好的改性添加劑、微發(fā)泡劑和水混合后攪拌15~30秒得到均勻水劑；
[0036] (2)將稱好的半水石膏粉、水泥、粉煤灰、生石灰、礦粉、膨脹硅膠和微硅粉混合后 加入之前得到的水劑中，快速攪拌50~70秒得到石膏混合料；
[0037] (3)將石膏混合料倒入指定模具，靜置10~15min后脫模，自然養(yǎng)護1~2天，再放入 蒸養(yǎng)房內(nèi)在80 ± 5 °C下蒸養(yǎng)8小時后自然晾干。
[0038] 實施例2
[0039]按重量比稱取半水石膏粉33.4份、水泥10份、粉煤灰12份、生石灰3份、礦粉1份、膨 脹硅膠8份、微硅粉0.5份、改性添加劑2份、微發(fā)泡劑0.1份和水30份。
[0040]所采用的改性添加劑為:按重量份數(shù)計，由纖維素醚0.5份、減水劑19份、有機硅防 水劑9份、丙烯酸乳液16份、抗堿劑6份、氯化鈣13份、碳酸鋰7份、草酸鈉 10份、氫氧化鈉 15.5 份和石蠟4份組成。
[0041 ] -種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，所采用的微發(fā)泡劑為：由十二烷基醇醚硫酸 鈉40份和硬脂酸鈣60份組成。
[0042]所采用的減水劑為:標(biāo)準聚羧酸母液，不含緩凝組分，固含量為40%。
[0043]所采用的纖維素醚為：延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚，加水拌合后前3min的動 力粘度值小于2000mPa · s，加水拌合后8min的動力粘度值可達1000 OOmPa · s以上。
[0044] 所采用的有機硅防水劑為二甲基硅油乳液。
[0045] 其制備方法為：
[0046] (1)將稱好的改性添加劑、微發(fā)泡劑和水混合后攪拌15~30秒得到均勻水劑；
[0047] (2)將稱好的半水石膏粉、水泥、粉煤灰、生石灰、礦粉、膨脹硅膠和微硅粉混合后 加入之前得到的水劑中，快速攪拌50~70秒得到石膏混合料；
[0048] (3)將石膏混合料倒入指定模具，靜置10~15min后脫模，自然養(yǎng)護1~2天，再放入 蒸養(yǎng)房內(nèi)在80 ± 5 °C下蒸養(yǎng)8小時后自然晾干。
[0049] 實施例3
[0050] 按重量比稱取半水石膏粉31.5份、水泥15份、粉煤灰10份、生石灰3份、礦粉1份、膨 脹硅膠5份、微硅粉0.5份、改性添加劑2份、微發(fā)泡劑0.08份和水32份。
[0051] 所采用的改性添加劑為:按重量份數(shù)計，由纖維素醚1.5份、減水劑18份、有機硅防 水劑12份、丙烯酸乳液15份、抗堿劑5份、氯化鈣12份、碳酸鋰6份、草酸鈉12份、氫氧化鈉 15.5份和石蠟4份組成。
[0052] 一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，所采用的微發(fā)泡劑為：由十二烷基醇醚硫酸 鈉45份和硬脂酸鈣55份組成。
[0053]所采用的減水劑為:標(biāo)準聚羧酸母液，不含緩凝組分，固含量為40%。
[0054]所采用的纖維素醚為：延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚，加水拌合后前3min的動 力粘度值小于2000mPa · s，加水拌合后8min的動力粘度值可達1000 OOmPa · s以上。
[0055]所采用的有機硅防水劑為二甲基硅油乳液。
[0056]其制備方法為：
[0057] (1)將稱好的改性添加劑、微發(fā)泡劑和水混合后攪拌15~30秒得到均勻水劑；
[0058] (2)將稱好的半水石膏粉、水泥、粉煤灰、生石灰、礦粉、膨脹硅膠和微硅粉混合后 加入之前得到的水劑中，快速攪拌50~70秒得到石膏混合料；
[0059] (3)將石膏混合料倒入指定模具，靜置10~15min后脫模，自然養(yǎng)護1~2天，再放入 蒸養(yǎng)房內(nèi)在80 ± 5 °C下蒸養(yǎng)8小時后自然晾干。
[0060] 對比例1
[0061] 按重量比稱取半水石膏粉35份、水泥10份、粉煤灰10份、生石灰4份、礦粉2份、微硅 粉1份和水38份。
[0062]其制備方法為：
[0063] (1)將稱好的水倒入攪拌容器中；
[0064] (2)將稱好的半水石膏粉、水泥、粉煤灰、生石灰、礦粉和微硅粉混合后倒入攪拌容 器中，快速攪拌50~70秒得到石膏混合料；
[0065] (3)將石膏混合料倒入指定模具，靜置10~15min后脫模，自然養(yǎng)護1~2天，再放入 蒸養(yǎng)房內(nèi)在80 ± 5 °C下蒸養(yǎng)8小時后自然晾干。
[0066] 表1本發(fā)明實施例1至實施例4自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料的性能指標(biāo)
[0068]從表1中可以看出，本發(fā)明實施例1至實施例3的自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料與 對比例1相比，強度稍低，但是在耐水、輕質(zhì)、保溫隔熱和泛堿開裂等方面有著優(yōu)異的表現(xiàn)， 應(yīng)用于內(nèi)隔墻領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。
[0069]實施例1、實施例2和實施例3僅為本發(fā)明的較優(yōu)實施例，并非對本發(fā)明作任何限 制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改及等效替換，均仍屬于本 發(fā)明的技術(shù)方案保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，其特征在于，按重量份數(shù)計，由半水石膏粉30~ 40份、水泥5~15份、粉煤灰7~15份、生石灰1~4份、礦粉0~2份、膨脹硅膠2~10份、微硅粉 〇~1份、改性添加劑1~4份、微發(fā)泡劑0.05~0.1份和水30~45份組成。2. 如權(quán)利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，其特征在于所述的半水石 膏粉由脫硫石膏粉50份、磷石膏粉25份和鈦石膏粉25份組成。3. 如權(quán)利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，其特征在于所述的半水石 膏粉的細度為〇. 2mm方孔篩篩余率< 10 %，初凝時間2~3min，終凝時間8~lOmin，2h抗壓強 度彡4 · OMPa，2h抗折強度彡2 · OMPa。4. 如權(quán)利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，其特征在于所述水泥為P · 042.5級普通硅酸鹽水泥;粉煤灰為I或Π 級粉煤灰，游離氧化鈣含量應(yīng)小于1.0 % ;生石灰 中氧化鈣含量多80%，氧化鎂含量<5 %，細度為0.2mm方孔篩篩余率<2% ;礦粉的比表面 積彡400m2/kg，7d活性指數(shù)彡75%，玻璃體含量彡85% ;微硅粉Si02含量彡95%，平均粒徑 0 · 1 ~0 · 3μπι，比表面積20000 ~28000m2/kg。5. 如權(quán)利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，其特征在于所述的膨脹硅 膠由直徑1~3mm的一級細孔硅膠顆粒，在反應(yīng)爐中從常溫加熱至1200±50°C后，自然冷卻 至常溫，完成膨脹過程即得膨脹硅膠，其堆積密度為19kg/m 3。6. 如權(quán)利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，其特征在于所述的改性添 加劑，按重量份數(shù)計，由纖維素醚0.5~2份、減水劑8~20份、有機硅防水劑7~12份、丙烯酸 乳液12~16份、抗堿劑5~8份、氯化|丐6~13份、碳酸鋰6~10份、草酸鈉8~12份、氫氧化鈉 12~16份和石錯3~5份組成。7. 如權(quán)利要求6所述的一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，其特征在于所述的減水劑 為標(biāo)準聚羧酸母液，不含緩凝組分，固含量為40 %。8. 如權(quán)利要求6所述的一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，其特征在于所述的纖維素 醚為延遲溶解型羥丙基甲基纖維素醚，加水拌合后前3min的動力粘度值小于2000mPa · s， 加水拌合后l〇min的動力粘度值可達lOOOOOmPa · s以上。9. 如權(quán)利要求6所述的一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料，其特征在于所述的有機硅 防水劑為二甲基硅油乳液。10. 如權(quán)利要求1所述的一種自保溫墻體用石膏基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于其 按如下步驟實現(xiàn)： (a) 將改性添加劑1~4份、微發(fā)泡劑0.05~0.1份和水30~45份混合后攪拌15~30秒得 到均勻水劑； (b) 將半水石膏粉30~40份、水泥5~15份、粉煤灰7~15份、生石灰1~4份、礦粉0~2 份、膨脹硅膠2~10份和微硅粉0~1份混合后加入步驟(a)得到的水劑中，攪拌50~70秒得 到石膏混合料； (c) 將石膏混合料倒入指定模具澆鑄成型，脫模養(yǎng)護即可；其中：步驟(a)和(b)中料漿 的攪拌溫度為20~40°C;步驟(c)中養(yǎng)護方式為自然養(yǎng)護與蒸汽養(yǎng)護相結(jié)合，石膏基復(fù)合材 料澆鑄成型后自然養(yǎng)護1~2天，放入蒸養(yǎng)房內(nèi)在80 ± 5 °C下蒸養(yǎng)8小時后自然晾干。
【文檔編號】C04B18/14GK106007613SQ201610330889
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】耿飛, 尹萬云, 湯維, 金仁才, 桂敬能, 殷建, 邵傳林, 秦慶東
【申請人】東南大學(xué)