地聚合物基保溫砂漿干粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地聚合物基保溫砂漿，屬于建筑節(jié)能和綠色建材領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]地聚合物的概念是1978年由法國人Davidovits提出的，它是一種由[AlO4]和[S14]四面體結(jié)構(gòu)單元組成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的無機(jī)聚合物，化學(xué)式為Mn{-(Si02)zA102In.WH20(M_堿金屬)，無定形到半晶態(tài)，屬于非金屬材料，這類材料具有優(yōu)良的機(jī)械性能和耐酸堿、耐火、耐高溫的性能，有取代普通硅酸鹽水泥的可能和可利用礦物廢物和建筑垃圾作為原料的特點，在建筑材料、高強(qiáng)材料、固核固廢材料、密封材料、和耐高溫材料等方面均有應(yīng)用。
[0003]保溫砂漿是以各種輕質(zhì)材料為骨料，以水泥為膠凝材料，摻和一些改性添加劑，經(jīng)攪拌混合而制成的一種預(yù)拌干粉砂漿，主要用于建筑外墻保溫，具有施工方便、耐久性好、耐高溫、防火等優(yōu)點。保溫砂漿用量大，使用面廣，但保溫砂漿中會用到大量水泥，而水泥在生產(chǎn)時會排放大量的CO2，N0X和SO3等有害廢氣和粉塵，會給環(huán)境造成很大負(fù)荷，加劇溫室效應(yīng)和酸雨的發(fā)展程度，對全球氣候和人類生存產(chǎn)生極其不利的影響。另外生產(chǎn)水泥能耗高，每生產(chǎn)I噸水泥要耗費115kg煤和1SkW.h電，并消耗大量的石灰石等自然資源。因此，為普遍使用保溫砂漿，我們需要開發(fā)一種能代替水泥的膠凝材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種性能優(yōu)且環(huán)保的地聚合物基保溫砂漿干粉。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種地聚合物基保溫砂漿干粉，該地聚合物基保溫砂漿干粉由以下重量含量的成分組成:膠凝材料40?50%、輕骨料40?50%、助劑5?12.5% ；
[0006]所述膠凝材料為地聚合物材料。
[0007]作為本發(fā)明的地聚合物基保溫砂漿干粉的改進(jìn):地聚合物材料是以硅酸鈉和NaOH的混合物為堿源，在堿源中摻和鋁硅酸鹽類物質(zhì)制備而成，所述硅酸鈉模數(shù)2?4，硅酸鈉與NaOH重量比為I?3:1，所述堿源與鋁硅酸鹽類物質(zhì)重量比為1:5?10。
[0008]硅酸鈉模數(shù)2?4，即，Na20.nSi02中的η為2?4。
[0009]作為本發(fā)明的地聚合物基保溫砂漿干粉的進(jìn)一步改進(jìn):所述鋁硅酸鹽類物質(zhì)由重量比為0.6?3.5:1的高活性鋁硅質(zhì)原料和低活性鋁硅質(zhì)原料組成，所述高活性鋁硅質(zhì)原料為偏高嶺土、礦渣中的至少一種(S卩，為任一或2種)；所述低活性鋁硅質(zhì)原料為粉煤灰、尾礦、建筑廢棄物再生細(xì)粉、淤泥中的至少一種(即，為任一或多種)；
[0010]高活性鋁硅質(zhì)原料和低活性鋁硅質(zhì)原料均為粒徑過200目篩，篩余量<20%。
[0011 ]作為本發(fā)明的地聚合物基保溫砂漿干粉的進(jìn)一步改進(jìn):
[0012]所述輕質(zhì)骨料為陶粒、膨脹珍珠巖、漂珠、?；⒅橹械闹辽僖环N(S卩，為任一或多種)；所述助劑為可再分散性乳膠粉、木質(zhì)纖維素、減水劑、羥丙基甲基纖維素醚。
[0013]作為本發(fā)明的地聚合物基保溫砂漿干粉的進(jìn)一步改進(jìn):
[0014]所述陶粒粒徑I?3mm，密度60?90kg/m3;所述膨脹珍珠巖粒徑I?3mm，密度60?90kg/m3 ；所述漂珠粒徑0.1?0.5mm，密度250?450kg/m3 ；所述?；⒅榱?.1?0.5mm，密度150?200kg/m3 ；
[0015]所述可再分散乳膠粉為乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物；
[0016]所述木質(zhì)纖維素長度0.5?1.0mm;所述減水劑為聚羧酸減水劑。
[0017]作為本發(fā)明的地聚合物基保溫砂漿干粉的進(jìn)一步改進(jìn):
[0018]地聚合物基保溫砂漿干粉由以下重量含量的成分組成:地聚合物材料40?50%、輕骨料40?50%、可再分散性乳膠粉I?5%、木質(zhì)纖維素3?5% (較佳為3?4% )、減水劑0.3?0.5%、羥丙基甲基纖維素醚I?2 %。
[0019]本發(fā)明還同時提供了上述地聚合物基保溫砂漿干粉(成分及其配比如上所述)的制備方法，包括以下步驟:
[0020](I)、將硅酸鈉、NaOH和鋁硅酸鹽類物質(zhì)于球磨罐中，密閉球磨至過200目篩，篩余量< 20%，得地聚合物材料(粉狀)；
[0021](2)、將輕骨料和助劑混合均勻(混合時間5?lOmin，轉(zhuǎn)速200?500rpm，可在混合機(jī)中進(jìn)行)；
[0022](3)、將步驟(I)所得的地聚合物粉狀材料加入至步驟(2)所得的混合料中，繼續(xù)混合(混合時間2?5min，混合速度200?500rpm)，得地聚合物基保溫砂楽干粉。
[0023]該地聚合物基保溫砂漿干粉密封保存待用。
[0024]本發(fā)明的地聚合物基保溫砂漿干粉實際使用時，將干粉與水按照1:0.5的重量比均勻混合，得地聚合物基保溫砂漿。
[0025]目前，常規(guī)的地聚合物材料制備過程為先溶解硅酸鈉和NaOH，制備出一定濃度、模數(shù)的堿溶液，放置一段時間后(一般超過24h)，再添加鋁硅質(zhì)原料，經(jīng)混合、反應(yīng)后得到地聚合物材料;但該類地聚合物材料無法應(yīng)用于本發(fā)明。
[0026]本發(fā)明結(jié)合保溫砂漿干粉在使用前不能有水的特點，將硅酸鈉和NaOH以固體形式加入到原料中，同時為使其在使用時能快速溶解于水，在密閉球磨罐中將其與鋁硅質(zhì)原料(鋁硅酸鹽類物質(zhì))一起磨細(xì)。采用密閉球磨是為了避免NaOH易吸潮，采用與鋁硅質(zhì)原料共球磨是因為有助于磨細(xì)，同時也有利于硅酸鈉、NaOH與鋁硅質(zhì)原料混合均勻，從而提高材料性能穩(wěn)定性。
[0027]現(xiàn)有的地聚合物常用原料為偏高嶺土、礦渣，它們活性高，在堿源作用下，反應(yīng)很快，地聚合物強(qiáng)度也增長很快，但易導(dǎo)致開裂，本發(fā)明為克服這一缺陷，使用低活性鋁硅質(zhì)原料與高活性鋁硅質(zhì)原料復(fù)配使用，通過合理配方設(shè)計，實現(xiàn)地聚合物強(qiáng)度發(fā)展合理，不開
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[0028]綜上所述，本發(fā)明以特定的地聚合物材料為膠凝材料，通過解決堿源磨細(xì)、均勻分散難題和鋁硅質(zhì)原料復(fù)配難題，從而實現(xiàn)了施工方便、強(qiáng)度發(fā)展合理，不開裂等優(yōu)點；還能克服傳統(tǒng)以水泥作為膠凝材料的傳統(tǒng)保溫砂漿生產(chǎn)過程中存在的能耗大，污染大等缺點。
[0029]本發(fā)明生產(chǎn)的保溫砂漿干粉加水拌合后，按常規(guī)保溫砂漿施工工藝施工，硬化后砂漿干密度按GB/T 5486.3-2001標(biāo)準(zhǔn)測試，抗壓強(qiáng)度密度按GB/T 5486.2-2001標(biāo)準(zhǔn)測試，導(dǎo)熱系數(shù)按GB/T 10294標(biāo)準(zhǔn)測試，燃燒性能級別按GB/T 5464標(biāo)準(zhǔn)測試;均符合要求。
【具體實施方式】
[0030] 實施例1、
[0031 ] 一種地聚合物基保溫砂漿干粉，配方為(重量％ ):地聚合物材料40 %，輕骨料50%，乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物乳膠粉5%，木質(zhì)纖維素(長度0.5?1.0mm)3.7%，聚羧酸減水劑0.3%,羥丙基甲基纖維素I %。其中:地聚合物材料由重量比依次為1.6:1:10:3的硅酸鈉(模數(shù)2.85)、NaOH、礦渣、建筑廢棄物再生細(xì)粉組成；輕骨料為膨脹珍珠巖(粒徑I?3mm，密度60?90kg/m3)。
[0032]干粉生產(chǎn)工藝為:
[0033](I)按量稱取硅酸鈉、NaOH和鋁硅酸鹽物質(zhì)(礦渣、建筑廢棄物再生細(xì)粉)于球磨罐中，密閉球磨至過200目篩，篩余量<20%，得地聚合物粉狀材料。
[0034](2)在混合機(jī)中加入輕骨料和助劑(乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物乳膠粉、木質(zhì)纖維素、聚羧酸減水劑、羥丙基甲基纖維素)混合均勻，混合時間5min，混合速度500rpm。
[0035](3)將步驟(I)制備所得的地聚合物粉狀材料按量加入到步驟(2)制備所得的混合料中，繼續(xù)混合2min，混合速度500rpm，得地聚合物基保溫砂楽干粉，密封保存待用。
[0036]按保溫砂漿干粉:水重量比為1:0.5拌合，硬化后的保溫砂漿無開裂現(xiàn)象，性能如下:干密度320kg/m3，抗壓強(qiáng)度1.0MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.059W/(m.K)，燃燒性能級別A級。
[0037]實施例2、
[0038]一種地聚合物基保溫砂漿干粉，配方為(重量％ ):地聚合物材料50 %，輕骨料40%，乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物乳膠粉5%，木質(zhì)纖維素(長度0.5?1.0mm)3.7%，聚羧酸減水劑0.3%,羥丙基甲基纖維素I %。其中:地聚合物材料由重量比依次為1.6:1:13:13的硅酸鈉(模數(shù)2.85)、NaOH、礦渣、粉煤灰組成；輕骨料為陶粒(粒徑I?3mm，密度60?90kg/m3) ο
[0039]生產(chǎn)工藝等同于實施例1。
[0040]按保溫砂漿干粉:水重量比為1:0.5拌合，硬化后的保溫砂漿無開裂現(xiàn)象，性能如下:
[0041 ] 干密度345kg/m3，抗壓強(qiáng)度1.2MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.067W/(m.K)，燃燒性能級別A級。
[0042]實施例3、
[0043]一種地聚合物基保溫砂漿干粉，配方為(重量％ ):地聚合物材料45 %，輕骨料48 %，醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物乳膠粉1.5%,木質(zhì)纖維素(長度0.5?1.0mm) 3.0 %，聚羧酸減水劑0.5%,羥丙基甲基纖維素2%。其中:地聚合物材料由重量比依次為1: 1:10:5的硅酸鈉(模數(shù)3.85)、Na