專利名稱：一種低成本高柔性的抹面膠漿及其制備方法
技術領域：
本發明屬于建筑材料領域，涉及用于外墻外保溫系統保護層的抹面膠漿。
背景技術：
近年來，隨著中國建筑節能工作的不斷推進，外墻外保溫技術作為一項重要的建筑節能技術在中國得到了蓬勃的發展。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的推廣，幾乎所有的膨脹聚苯板(EPS)外貼技術都有一個共同的難點，即完工一年左右后墻面出現裂紋，而面層開裂會導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于外墻外保溫技術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(即抗壓強度與抗折強度的比值)來衡量，又稱為水泥膠砂的脆性系數。一般來說，砂漿的壓折比越小，砂漿的脆性越低，柔韌性越高。我國建設部制訂的建筑工業行業標準JG149-2003《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統》對于外墻外保溫系統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，因此市場上已經普遍采用聚合物改性砂漿作為外墻外保溫系統的粘結劑和保護層砂漿。即便如此，外墻外保溫面層出現開裂的現象還是時有發生。
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(以固體份計算)通常要超過水泥質量的20％。
如此高的聚合物用量會導致成本成倍的增加，為外墻外保溫技術的推廣增加了難度。
發明內容
本發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，克服現有技術的上述缺點。
為達到上述目的，本發明的解決方案是聚合物改性砂漿以1∶2.5為基準的膠砂比(即，以1∶2.5為基準，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，任選一個點值，而其他組分也在其可變化的范圍內任選一個點值。)固定聚合物乳液的摻量，以不同摻量的復合摻合料等量取代水泥，用聚合物和復合摻合料復合改性的方法，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)。
本發明的苯丙乳液改性抹面膠漿基本組成配比為例如組分 質量/g水泥 1250～1750復合摻合料750～1250砂5000～7500苯丙乳液(以聚合物固體計算)200～250水950～1000
其中，復合摻合料的摻量為30％～50％。
本發明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿基本組成配比為組分 質量/g水泥 1250～1500復合摻合料1000～1250砂5000～7500丙烯酸酯乳液(以聚合物固體計算)200～250水750～950消泡劑1～3稠化粉60～90其中，復合摻合料的摻量為40％～50％。
進一步，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。
所用的復合摻合料由工業廢渣為主配制，其粒徑分布滿足表的要求。
所用的復合摻合料的活性指數滿足7d為≥79％，28d為≥90％的要求。
用于本發明的試驗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，其化學組成見表1。
表1水泥化學組成
2.復合摻合料復合摻合料可以用磨細的粉煤灰、磨細的粒化高爐礦渣、火山灰質混合材料或其他工業廢渣的一種或幾種配制。要求所配制復合摻合料的活性指數(按照GB/T 12957-2005用于水泥混合材的工業廢渣活性試驗方法測定)7d為≥79％，28d為≥90％，細度要求為45μm篩余≤15.28％，同時，其粒徑分布必須滿足表2要求，其他指標滿足表3的要求。本發明的聚合物改性砂漿中復合摻合料等量取代水泥，水泥與復合摻合料統稱為膠凝材料(簡稱膠)，復合摻合料占總膠凝材料的30％～50％。
表2復合摻合料粒徑分布
表3復合摻合料的主要性能指標
3.砂砂子為30～100目的黃砂，其細度模數為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。
本發明的砂漿制備方法如下將原料按比例稱好，用砂漿攪拌設備先將水泥、摻合料和砂等干粉料攪拌，使其混合均勻，然后再加部分水攪拌，最后再將聚合物乳液、外加劑以及剩下的水加入攪拌。
由于采用了上述方案，本發明具有以下優點本發明的膠漿采用了聚合物和復合摻合料復合改性的方法。對于聚合物和復合摻合料復合改性膠漿，活性效應在復合摻合料效應中占主導地位，復合摻合料中的活性SiO2與水泥水化產物中的Ca(OH)2晶體反應生產C-S-H凝膠，這樣使得水化產物中Ca(OH)2晶體的量減少，而C-S-H凝膠的量相對增加，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；本發明中摻入復合摻合料，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，由于該復合摻合料由工業廢渣為主配制，工業廢渣是威脅環境和生態平衡的一種污染材料，因此在膠漿中用復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，對于環保和可持續發展有著重要的意義；制備工藝簡單、成本低廉、應用廣泛。
具體實施例方式
本發明要解決的技術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。
為解決上述技術問題，本發明是這樣進行的本發明的聚合物改性砂漿以1∶2.5為基準的膠砂比(即，以1∶2.5為基準，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，任選一個點值，而其他組分也在其可變化的范圍內任選一個點值。)，固定聚合物乳液的摻量，以不同摻量的復合摻合料等量取代水泥，用聚合物和復合摻合料復合改性的方法，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)。
本發明的苯丙乳液改性抹面膠漿基本組成配比為例如組分 質量/g水泥 1250～1750復合摻合料750～1250砂5000～7500苯丙乳液(以聚合物固體計算)200～250水950～1000其中，復合摻合料的摻量為30％～50％。
本發明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿基本組成配比如下組分 質量/g水泥 1250～1500復合摻合料1000～1250砂5000～7500丙烯酸酯乳液(以聚合物固體計算)200～250
水750～950消泡劑1～3稠化粉60～90其中，復合摻合料的摻量為40％～50％。
可用于本發明的材料以及其用量如下1、水泥符合GB 175-1999標準的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，強度等級42.5。
2、復合摻合料本發明的復合摻合料可以用磨細的粉煤灰、磨細的粒化高爐礦渣、火山灰質混合材料或其他工業廢渣的一種或幾種配制。要求所配制復合摻合料的活性指數(按照GB/T 12957-2005用于水泥混合材的工業廢渣活性試驗方法測定)7d為≥79％，28d為≥90％，細度要求為45μm篩余≤15.28％，同時，其粒徑分布必須滿足2要求，其他指標滿足3的要求。本發明的聚合物改性砂漿中復合摻合料等量取代水泥，水泥與復合摻合料統稱為膠凝材料(簡稱膠)，復合摻合料占總膠凝材料的30％～50％。
表2復合摻合料粒徑分布
表3復合摻合料的主要性能指標
3、砂砂子為30～100目的黃砂，其細度模數為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。
本發明的砂漿制備方法如下將原料按比例稱好，用砂漿攪拌機先將水泥、摻合料和砂等干粉料攪拌約1min，使其混合均勻，然后再加部分水攪拌約1.5min，最后再將聚合物乳液、外加劑以及剩下的水加入攪拌。改性砂漿的攪拌時間一般為3.5～5min。
以下結合實施例對本發明的技術方案作進一步描述。由于本發明采用了兩種乳液，因此對其實施例分開進行描述。
首先對本發明中加入苯丙乳液(SAE)的聚合物改性抹面膠漿進行描述。
實施例1苯丙乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表4本發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。
實施例2苯丙乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表4本發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。
實施例3苯丙乳液改性抹面膠漿的制備配方，參閱表4本發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，復合摻合料等量取代水泥的量為0，即沒有摻入復合摻合料的情況，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。
本發明的苯丙乳液改性抹面膠漿的力學性能以及壓折比與這三個比較例的對比見5。從表5可以看出，隨著復合摻合料摻量的增加，膠漿的壓折比顯著降低。當復合摻合料的摻量增大到50％時，膠漿的壓折比最低，降低到2.55，降低的幅度達到54.9％。
表4本發明的苯丙乳液改性抹面膠漿及比較例配方
表5本發明的苯丙乳液改性抹面膠漿的力學性能及其壓折比與比較例的對比
下面對本發明中加入丙烯酸酯乳液(PAE)改性抹面膠漿進行描述。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量的1％，同時加入稠化粉，其用量為膠凝材料質量的3％。
實施例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，復合摻合料等量取代水泥的量為0，即沒有摻入復合摻合料的情況，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。
本發明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿的力學性能以及壓折比與這三個比較例的對比見表7。從表7可以看出，隨著復合摻合料摻量的增加，膠漿的壓折比顯著降低。當復合摻合料的摻量增大到50％時，膠漿的壓折比最低，降低到2.13，降低的幅度達到46.8％。
綜上所述，摻入復合摻合料對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本發明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿及比較例配方
表7本發明的丙烯酸酯乳液改性抹面膠漿的力學性能及其壓折比與比較例的對比
上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，對于本發明做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
權利要求
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合摻合料復合改性的方法制得。
2.根據權利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于以1∶2.5為基準的膠砂比來固定聚合物乳液的摻量。
3.根據權利要求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.根據權利要求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 質量/g水泥 1250～1750復合摻合料750～1250砂5000～7500苯丙乳液 200～250水950～1000其中，復合摻合料的摻量為30％～50％。
5.根據權利要求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 質量/g水泥 1250～1500復合摻合料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，復合摻合料的摻量為40％～50％。
6.根據權利要求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.根據權利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于所用的復合摻合料包括磨細的粉煤灰、磨細的粒化高爐礦渣、火山灰質混合材料或其他工業廢渣的一種或一種以上。
8.根據權利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于所用的復合摻合料的活性指數滿足7d為≥79％，28d為≥90％的要求。
9.根據權利要求1所述的抹面膠漿，其特征在于砂子為30～100目的黃砂，其細度模數為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，然后再加部分水攪拌，最后再將聚合物乳液、外加劑以及剩下的水加入攪拌。
全文摘要
一種低成本高柔性的聚合物改性抹面膠漿。本發明涉及一種用于外墻外保溫系統保護層的摻復合摻合料的聚合物改性抹面膠漿。以1∶2.5為基準的膠砂比，固定聚合物乳液的摻量，以不同摻量的復合摻合料等量取代水泥，用聚合物和復合摻合料復合改性的方法，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，當復合摻合料摻量為50％時，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，當復合摻合料摻量為50％時，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、應用廣泛。
文檔編號C04B18/04GK1982250SQ200510111619
公開日2007年6月20日 申請日期2005年12月16日 優先權日2005年12月16日
發明者鐘世云, 王峰 申請人:同濟大學