一種憎水型脫硫石膏基eps保溫砂漿的製作方法
2023-09-18 05:07:35 2
一種憎水型脫硫石膏基eps保溫砂漿的製作方法
【專利摘要】本發明屬建築材料【技術領域】，具體涉及一種憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿。它由半水脫硫石膏、礦渣粉、水泥、EPS聚苯顆粒、憎水劑、緩凝劑、乳膠粉、纖維素醚、引氣劑、澱粉醚、纖維組成。在滿足施工性能、力學性能的基礎上，導熱係數遠低於0.06W/(m?K)的要求，防火等級可達A級防火要求。本發明可資源化利用脫硫石膏這種工業固體廢棄物，將其用於建築保溫工程中。本發明所述的憎水型脫硫石膏EPS保溫砂漿具有生產工藝簡單、低能耗、可機械化施工、導熱係數低、耐水性好、防火性能好、成本低廉等有點，可普遍適用於建築的外牆內保溫以及內牆保溫系統。
【專利說明】一種憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿
【技術領域】
[0001]本發明屬建築材料【技術領域】，具體涉及一種憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿。
【背景技術】
[0002]建築保溫砂漿保溫體系的應用已經成為實現建築節能的主要技術之一，國家「十二五」節能減排計劃提出的節能減排目標，要求建築節能65%以上，亟需安全環保高效的保溫材料。然而傳統的無機保溫砂漿保溫性能因為使用無機輕骨料而有所局限，傳統的有機保溫砂漿防火性能不佳，限制了其在牆體外保溫體系和牆體內保溫體系中的應用，加之傳統無機保溫砂漿的強度較低，因此在牆體內保溫體系中也無法滿足實際使用要求，因此，亟需一種具有防火性能好、強度高且高效保溫的新型保溫材料。
[0003]隨著二氧化硫的減排目標要求提高，脫硫石膏的年產量也逐漸提高，預計2015年我國的脫硫石膏產量將達到8000萬噸。如何消納如此多的脫硫石膏已成節能減排的重大課題。近年來，脫硫石膏這一工業副產品應用於保溫材料逐漸受到關注。脫硫石膏相較於天然石膏，沒有明顯的品質區別，主要成分都是二水硫酸鈣，石膏基保溫材料較之傳統水泥基保溫材料，具有容重低、收縮小、體積穩定性好、溼度調節性好以及較好的施工性能。更因為石膏基保溫材料的耐火性更佳，在室內保溫層的應用上較其他材料有著明顯優勢。[0004]煙氣脫硫設備直接得到的脫硫石膏是二水石膏，凝結硬化慢，強度低，不能適用於現場使用尤其是機噴施工使用的要求。因此本發明提出使用低溫烘乾高溫煅燒工藝，將脫硫石膏製備成半水石膏，這種脫硫石膏能夠遇水可以很快凝結硬化，強度高且強度發展快，輔以專用的石膏緩凝劑，可以調節其凝結時間，延長保溫砂漿的可操作時間，能夠滿足人工、機械等不同施工應用要求。本發明通過摻入憎水組分，降低吸水率提高軟化係數，提高本發明在各類建築外牆內保溫及內牆保溫系統的適用性。本發明選用EPS聚苯顆粒作為保溫輕骨料，能夠明顯降低保溫砂漿的幹容重，降低吸水率，提高產品的保溫性能及耐久性能，使本發明能夠在較薄的面層厚度情況下滿足高效節能指標要求。EPS聚苯顆粒與脫硫石膏結合使用，發揮兩種材料各自的優勢，更可使產品達到A級防火性能的要求且強度較高，在安全、可靠的條件下提供高效、持續的保溫節能功效。
[0005]總體來說，本發明可以有效利用脫硫石膏、礦渣粉等工業副產品，又可以大範圍地調節可操作時間及導熱係數，具有較高的抗壓強度和耐火等級，具備良好的社會效益和環境效益，和非常廣闊的市場前景。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提供一種施工性能好、保溫性能優秀、可達A級防火要求的憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿。
[0007]本發明提出的憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，由乾粉料和水組成，所述乾粉料由半水脫硫石膏、礦渣粉、水泥、EPS聚苯顆粒、憎水劑、緩凝劑、乳膠粉、纖維素醚、澱粉醚、引氣劑和纖維組成，其中:乾粉料的重量比為:
半水脫硫石膏100
礦渣粉10-30
水泥5-30
EPS聚苯顆粒4-12
憎水劑0.2-1.0
緩凝劑0.05-0.4
乳膠粉1-5
纖維素醚0.3-2
澱粉醚0-0.6
引氣劑0-0.1
纖維0-0.3
水與乾粉料的重量 比為:0.75:1-1:lo
[0008]各組份較佳的重量比為:
乾粉料:
半水脫硫石膏100
礦渣粉15-30
水泥10-20
EPS聚苯顆粒6-10
憎水劑0.50-0.85
緩凝劑0.05-0.3
乳膠粉1.5-5
纖維素醚0.4-1.5
澱粉醚0.1-0.4
引氣劑0.05-0.1
纖維0.1-0.3
水與乾粉料的質量比為:0.8:1-0.95 =10
[0009]本發明中，所述的半水脫硫石膏是由電廠煙氣脫硫石膏經60 °C烘乾、180 °C煅燒
2h製得。
[0010]本發明中，所述的憎水劑主要成分是矽烷基粉末，通過聚乙烯醇膠體的保護，達到
高活性以及可再分散。
[0011]本發明中，所述的緩凝劑，主要成分是脂肪酸和蛋白質衍生物，屬於水溶性固體粉末。
[0012]本發明中，所述的EPS聚苯顆粒，主要成分是膨脹聚苯乙烯泡沫，粒度< 3mm，堆積
密度 10-13 kg/m3。
[0013]本發明中，所述的纖維素醚，主要成分是羥乙基甲基纖維素，粘度75000 mPa.s ；
所述的乳膠粉，主要成分是乙烯基共聚物，所述的引氣劑，主要成分是羧甲基丙醇、所述的
澱粉醚，主要成分是硫酸月桂醇鈉。
[0014]本發明提出的憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿的製備方法是:按前述各質量比例稱量各組份，先將半水脫硫石膏、礦渣粉、水泥、憎水劑、緩凝劑、乳膠粉、纖維素醚、澱粉醚、引氣劑和纖維幹拌至均勻狀態，然後將水加入攪拌機中，再將乾粉料加入攪拌機中攪拌、溶解，時間60s，最後將EPS聚苯顆粒加入攪拌機中，再進行機械攪拌2分鐘。所得保溫砂漿可手工塗抹或機械噴塗施工。
[0015]本發明中，是以半水脫硫石膏為主，礦渣粉、水泥為輔的複合膠凝體系。礦渣粉是高爐煉鐵後形成的工業廢渣，經過冷淬處理後具有一定的膠凝性，主要成分為CaO、SiO2,Al2O30比表面積約為400m2.kg'本試驗所用的礦渣粉，屬於S95級細礦渣粉。所用的水泥，是P.II 52.5R型水泥。礦渣粉和水泥的摻加，來提高複合膠凝體系的耐水性及早期強度。本發明中的緩凝劑是一種脂肪類和蛋白質的衍生物製成的粉體，與複合膠凝體系適應性好，作用效果明顯，根據摻量能調節保溫砂漿的可操作時間。本發明中所使用的憎水劑，主要成分是矽烷醇基團，當砂漿加水拌合後，憎水組分的親水基團會通過交接反應連接在砂漿孔壁的表面，而另一端的疏水基團朝向孔壁的外側，使得孔壁表面獲得了憎水性，從而改善砂漿的憎水性。纖維素醚提高保水性和增稠，改善保溫砂漿的和易性。乳膠粉增強組分之間的粘結力，提升保溫材料的內聚力和柔性，改善耐水性。引氣劑可引入均勻穩定的氣泡，降低體系容重，提高保溫性能。澱粉醚的作用主要是增稠和改善抗垂掛性，降低新拌保溫砂漿的垂流程度，便於機械施工。纖維提高體系的粘結強度與抗開裂性能。
[0016]本發明所述的憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，具備優良的和易性和施工性，可製成幹混砂漿產品，生產工藝簡單，完全滿足機噴施工的要求，保溫性能和防火性能優異，並且大量利用脫硫石膏、礦渣粉等工業廢棄物為原材料，具有突出的社會效益、環境效益和經濟效益。本發明產品具備十分優良的保溫性能、防火性能、力學性能和耐水性，採用石膏基的膠凝材料，覆蓋包裹EPS聚苯顆粒，顯著中和EPS聚苯顆粒的可燃性，從而使得本發明達到A級防火不燃，適用於建築物的外牆內保溫系統以及內牆保溫系統，適用於新建建築保溫節能工程，也適用於既有建築保溫節能改造工程。
【具體實施方式】
[0017]下面通過實施例進 步說明本發明。
[0018]實施例1，一種憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，按半水脫硫石膏100、礦渣粉25、水泥15、EPS聚苯顆粒7、緩凝劑0.15、憎水劑0.25、纖維素醚0.6、引氣劑0.06、乳膠粉2.6、澱粉醚0.15、纖維0.3的質量比配製而成，用水量為乾粉材料總質量的90%。該保溫砂漿產品的幹表觀密度為280 kg/m3，抗壓強度為2.4MPa，軟化係數為0.65，導熱係數為0.052 W/(m*K)，48h體積吸水率15%，防火等級A。
[0019]實施例2，一種憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，按半水脫硫石膏100、礦渣粉30、水泥10、EPS聚苯顆粒9、緩凝劑0.1、憎水劑0.15、纖維素醚0.8、引氣劑0.05、乳膠粉2.8、澱粉醚0.2、纖維0.2的質量比配製而成，其中用水量為乾粉材料總質量的90%。該保溫砂漿產品的幹表觀密度為190 kg/m3，抗壓強度為1.7MPa，軟化係數為0.60，導熱係數為0.045W/ (m*K)，48h體積吸水率15%，防火等級A2。
[0020]實施例3，一種憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，按半水脫硫石膏100、礦渣粉28、水泥14、EPS聚苯顆粒6、緩凝劑0.15、憎水劑0.75、纖維素醚0.57、引氣劑0.06、乳膠粉5、澱粉醚0.15、纖維0.29的質量比配製而成，其中用水量為乾粉材料總質量的85%。該保溫砂漿產品的幹表觀密度為350kg/m3，抗壓強度為2.9MPa，軟化係數為0.75，導熱係數為0.060W/ (m*K)，48h體積吸水率8%，防火等級A。
[0021]實施例4，一種憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，按半水脫硫石膏100、礦渣粉25、水泥14、EPS聚苯顆粒7、緩凝劑0.15、憎水劑0.60、纖維素醚0.57、引氣劑0.06、乳膠粉2.6、澱粉醚0.15、纖維0.28的質量比配製而成，其中用水量為乾粉材料總質量的90%。該保溫砂漿產品的幹表觀密度為300 kg/m3,抗壓強度為2.7MPa，軟化係數為0.80，導熱係數為0.054 ff/ (m.K)，48h體積吸水率12%，防火等級A。
【權利要求】
1.一種以半水脫硫石膏為主要膠凝材料具有增水效果的EPS保溫砂漿，其特徵在於由乾粉料和水組成，所述乾粉料由半水脫硫石膏、礦渣粉、水泥、EPS顆粒、憎水劑、緩凝劑、乳膠粉、纖維素醚、澱粉醚、引氣劑和纖維組成，其中: 乾粉料各組份的重量比為: 半水脫硫石膏100礦渣粉10-30水泥5-30 EPS 顆粒4-12 憎水劑0.2-1.0 緩凝劑0.05-0.4乳膠粉1-5 纖維素醚0.3-2澱粉醚0-0.6 引氣劑0-0.1纖維0-0.3 水與乾粉料的重量比為:0.75:1-1:lo
2.根據權利要求1所述的憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，其特徵在於各組分較佳的重量比為: 乾粉料的重量比為: 半水脫硫石膏100礦渣粉15-30水泥10-20 EPS 顆粒6-10 憎水劑0.50-0.85 緩凝劑0.05-0.3 乳膠粉1.5-5 纖維素醚0.4-1.5 澱粉醚0.1-0.4 引氣劑0.05-0.1 纖維0.1-0.3 水與乾粉料的重量比為:0.85:1-0.95 =10
3.根據權利要求1所述的憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，其特徵在於所述的半水脫硫石膏是由電廠煙氣脫硫石膏經60 °C烘乾、180 °C煅燒2h製得。
4.根據權利要求1所述的憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，其特徵在於所述的憎水劑，主要成分是矽烷基粉末，通過聚乙烯醇膠體的保護，達到高活性以及可再分散。
5.根據權利要求1所述的憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，其特徵在於所述的緩凝劑，主要成分是脂肪酸和蛋白質衍生物，屬於水溶性固體粉末。
6.根據權利要求1所述的憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，其特徵在於所述的EPS聚苯顆粒，主要成分是膨脹聚苯乙烯泡沫， 粒度< 3mm,堆積密度10-13 kg/m3。
7.根據權利要求1所述的憎水型脫硫石膏基EPS保溫砂漿，其特徵在於所述的纖維素醚，主要成分是羥乙基甲基纖維素，粘度75000 mPa.s ;所述的乳膠粉，主要成分是乙烯基共聚物，所述的引氣劑，主要成分是`羧甲基丙醇、所述的澱粉醚，主要成分是硫酸月桂醇鈉。
【文檔編號】C04B28/14GK103739264SQ201410000247
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月2日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】張濤, 張國防, 王培銘 申請人:同濟大學