專利名稱：一種薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
加氣混凝土是最常見的建筑圍護結(jié)構(gòu)材料,表觀密度一般為450 650kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0. I 0. 2W/ Cm K)。在加氣混凝土砌塊墻體中，一般砂漿砌筑灰縫為8 12mm，其表觀密度為1600 1800kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 8 I. Off/ Cm K)，與加氣混凝土砌塊的
導(dǎo)熱系數(shù)差距較大，致使整個外墻砌體存在冷/熱橋現(xiàn)象，由砌筑灰縫引起的砌體能量損失可達到25%左右。所以，厚砂漿灰縫對墻體節(jié)能效果的影響十分不利，而采用薄灰縫砌筑加氣混凝土砌塊墻體則可以大大緩解這個問題。為了降低冷/熱橋?qū)ㄖ锬芎牡挠绊?，需要降低砌筑時灰縫的厚度或者改變砌筑材料的組成，改善其保溫效果。另外普通砌筑砂漿與輕質(zhì)砌塊粘結(jié)不理想，并且兩者之間的干縮系數(shù)相差很多，整個砌體在干濕循環(huán)過程中就會出現(xiàn)裂縫，使砌體強度受到影響。關(guān)于輕質(zhì)砌筑材料的研究，已有相關(guān)報道。肖力光等以粉煤灰、普通硅酸鹽水泥、輕骨料為主要材料，配以各種外加劑,對保溫砌筑砂漿的性能進行了研究。制備的保溫砂漿抗壓強度為3.0-6.0MPa、干密度為800-1000kg/m3、導(dǎo)熱系數(shù)為0. 13-0. 27 ff/m K，砂漿具有質(zhì)輕和導(dǎo)熱系數(shù)小的優(yōu)點。但砂漿的干密度顯著大于普通加氣混凝土的干密度(500-700 kg/m3)，會造成二者保溫效果的差異，冷熱橋效應(yīng)明顯，且實驗中沒有涉及到砂漿的收縮值，未對保溫砂漿的體積穩(wěn)定性做出評價。(參見文獻肖力光，張慧萍，趙路.保溫砌筑砂漿的研制[J].新型建筑材料，2002，(11):35-38.)
劉啟勇等以P.O. 42. 5級水泥為主要膠凝材料，碎渣砂、陶砂為骨料，并加入適量的粉煤灰、硅灰輔助膠凝材料和復(fù)合外加劑及聚丙烯纖維，研制出具有一定強度和保溫性能的保溫砌筑砂漿。制備的砌筑砂漿具有較高的抗壓強度(8-18 MPa)，但其干密度過大(900-1300 kg/m3),導(dǎo)致其導(dǎo)熱系數(shù)過大，因冷熱橋?qū)ㄖ镎w保溫效果產(chǎn)生的不利影響顯著，同時，實驗對保溫砂漿的吸水率、抗凍性和收縮值進行評價，不利于全面衡量保溫砂漿的性能。(參見文獻劉啟勇，劉錫軍，譚一鳴，曾華俊.保溫砌筑砂漿的制配與性能試驗[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報，2010，20 (I) :84-88.)
張長森等以普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、礦渣和爐底渣為主要原料配制保溫砌筑砂漿。運用正交設(shè)計方法，研究分析了材料因素對保溫砌筑砂漿強度、導(dǎo)熱系數(shù)等性能的影響。其制備的保溫砌筑砂漿表觀密度(1400-1600 kg/m3)較大，導(dǎo)致砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)(0. 28-0. 32W/m*K)過大，保溫效果較差。(參見文獻張長森，張偉康，吳其勝，高如才.保溫砌筑砂漿配合比試驗分析[J].新型建筑材料，2009，(11) :11-13.)
趙明配制了一種柔韌性好、自收縮小的蒸壓粉煤灰磚專用砌筑砂漿，研究了該砂漿與蒸壓粉煤灰磚的粘結(jié)性能和砌體抗剪切性能，對砌筑砂漿的干密度、導(dǎo)熱系數(shù)、抗凍性沒有進行評價，側(cè)重研究了砂漿的力學(xué)性能，不能全面的評價砌筑砂漿的性能，特別是在寒冷的北方，抗凍性是砌筑砂漿的重要指標(biāo)。(參見文獻趙明.蒸壓粉煤灰磚專用砌筑砂漿的配制及性能研究[J].新型建筑材料，2010，(I) :20-22.)
鄒云峰等研制出一種新型砌筑用的保溫砂漿，研究了纖維、砂子級配、引氣劑、增強劑對砂漿強度的影響，對保溫砂漿的干密度、導(dǎo)熱系數(shù)、吸水率、抗凍性、收縮值沒有進行評價，評價方法過于片面。(參見文獻鄒云峰，王立久.新型砌筑用保溫砂漿的研制[J].建筑節(jié)能，2004，(6) :3-5.)
綜上所述，目前研究人員側(cè)重研究保溫砂漿的力學(xué)性能，對其干密度和容重等研究較少，且制備的保溫砂漿干密度和導(dǎo)熱系數(shù)過大，保溫效果差，忽略了保溫砂漿的抗凍性和收縮值，特別是在寒冷地區(qū)，抗凍性是保溫砂漿的重要指標(biāo)，如果其抗凍性較差，即使其他指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，在反復(fù)凍融循環(huán)下，保溫砂漿的性能會被劣化，最終導(dǎo)致其性能大不到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料及其制備方法，解決加氣混凝土砌筑材料保溫性能與砌塊不匹配的問題，減小冷/熱橋?qū)ㄖw保溫效果的影響。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料，其特征在于它主要由下述組分經(jīng)混合制備而成，膠凝材料70-90份、調(diào)凝劑0. 2-5. 0份、增塑劑:0. 1-1. 0份、粘結(jié)劑:0. 5-2. 0份、超塑化劑:0. 04-2. 0份、發(fā)泡劑:0. 05-3. 0份、細砂100-300份，以重量份計；其中，所述的膠凝材料的制備方法是將礦渣粉50-70份，偏高嶺土 10-30份，改性硅酸鈉3. 0-9. 0份和固體填料3. 0-15份混合均勻，以重量份計，研磨至比表面積為300-400m2/kg，得到膠凝材料。按上述方案，所述的礦渣粉為水淬鋼渣、鐵尾礦或銅尾礦磨細所得。按上述方案，所述的改性硅酸鈉為硅酸鈉固體與氫氧化鈉固體按照質(zhì)量比為(2-5) :I進行粉磨處理，使其模數(shù)為0. 8-1. 6。按上述方案，所述的固體填料為硅灰、粉煤灰、輕鈣和重鈣中任意一種或多種的混
八
口 o按上述方案，所述的發(fā)泡劑為松香皂化發(fā)泡劑、松香熱聚物、十二烷基苯磺酸鈉和聚乙二醇中任意一種或多種的混合。按上述方案，所述的增塑劑為羥丙基甲基纖維素醚、羥乙基甲基纖維素醚或羧甲基纖維素醚。按上述方案，所述的超塑化劑為木質(zhì)素減水劑、萘系減水劑、脂肪族減水劑、密胺減水劑或聚羧酸減水劑。按上述方案，所述的調(diào)凝劑為偏鋁酸鈉、硫酸鈉、三乙醇胺或聚合磷酸鋁。按上述方案，所述的粘結(jié)劑為EVA、聚乙烯醇類或環(huán)氧類。所述的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料的制備方法，其特征在于包括有以下步驟將膠凝材料、調(diào)凝劑、增塑劑、超塑化劑、粘結(jié)劑、發(fā)泡劑和細砂混合均勻，即得到砌筑材料，其中，以重量份計，各組分含量為膠凝材料70-90份、調(diào)凝劑0. 2-5. 0份、增塑劑0. 1-1. 0份、粘結(jié)劑:0. 5-2. 0份、超塑化劑:0. 04-2. 0份、發(fā)泡劑:0. 05-3. 0份和細砂100-300份，所述的改性硅酸鈉的制備方法是將硅酸鈉固體與氫氧化鈉固體按照質(zhì)量比為(2-5) 1進行粉磨處理，使其模數(shù)為0. 8-1. 6即可；所述的膠凝材料的制備方法是將礦渣粉50-70份，偏高嶺土 10-30份，改性硅酸鈉3. 0-9. 0份和固體填料3. 0-15份混合均勻，研磨至比表面積為 300-400m2/kg 即可。本發(fā)明中各原材料的作用為礦渣微細粉提供鈣、硅、鋁等成分，在堿性環(huán)境下，可提供必需的強度形成原料，同時，可以有效抑制砌筑材料的堿骨料反應(yīng)，顯著提高其耐久性，增加砌筑材料的致密性，改善其抗?jié)B性；偏高嶺土具有較高的水化活性，能與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng)生成水化鋁酸鈣、C-S-H凝膠等膠凝物質(zhì)，增加砌筑材料的強度；改性硅酸鈉可以提高體系中OIT的濃度，激發(fā)礦渣粉和偏高嶺土的活性；固體填料可以提供高活性的氧化硅和氧化鋁，填充砌筑材料的孔隙，增加結(jié)構(gòu)的密實性；發(fā)泡劑的作用是在高速攪拌機的攪拌，使氣體進入含有表面活性劑的水溶液中時，增加體系的氣孔率，降低砌筑材料的密度，提高其保溫性能；增塑劑的作用是增加砌筑材料的保水能力，改善材料的工作性；超塑化劑可以減少砌筑材料成型時的用水量，增加其流動性能；調(diào)凝劑可以調(diào)節(jié)材料的凝結(jié)時間，使施工具有可操作性；粘結(jié)劑可以提聞砲筑材料的粘結(jié)性能。本發(fā)明的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料具有如下特點
1)引入高效發(fā)泡組分，增加了砌筑材料硬化體中的孔隙率，降低了砌筑材料的容重，使砌筑材料的保溫效果與加氣混凝土砌塊的熱工系能相匹配；
2)由于發(fā)泡組分引入的氣孔大多為閉孔結(jié)構(gòu)，砌筑材料的吸水率低，耐水效果好；
3)采用改性水玻璃激發(fā)礦渣與偏高嶺土的活性，提高體系的強度，使砌筑材料的力學(xué)性能與熱工性能匹配；
本發(fā)明的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料采用上述原料，具有質(zhì)輕與高強的特點。例如1、與其他砌筑材料相比，本砌筑材料引入高效發(fā)泡組分，干密度小，可以解決傳統(tǒng)砌筑材料熱工性能與建筑圍護結(jié)構(gòu)材料不匹配的問題，降低冷/熱橋?qū)ㄖ镎w節(jié)能效果的影響；
2、采用改性水玻璃激發(fā)礦渣與偏高嶺土的活性，提高體系的強度，使砌筑材料的力學(xué)性能與熱工性能匹配，具有質(zhì)輕和高強的特點；3、引入的氣孔大多為閉孔結(jié)構(gòu)，降低了砌筑材料的吸水率，特別是在砌筑材料服役過程中，可以保持良好的保溫性能；本發(fā)明能有效降低砌筑材料的密度、提高粘結(jié)強度、降低吸水率的優(yōu)點。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。實施例I :
1、將硅酸鈉進行改性硅酸鈉固體與氫氧化鈉固體按照質(zhì)量比為41進行粉磨處理，使其模數(shù)在I. 4，得到改性硅酸鈉；
2、膠凝材料的制備各物料按水淬鋼渣65份、偏高嶺土18份、改性硅酸鈉4. 5份、硅灰12. 5份稱取，均為質(zhì)量份數(shù)，然后將它們混合均勻，研磨至比表面積為320m2/kg，得到膠凝 材料；
3、按各原料重量份數(shù)為膠凝材料74份、硫酸鈉2.8份、羥乙基甲基纖維素醚0. 3份、聚乙烯醇0. 8份、脂肪族減水劑0. 12份、松香皂化發(fā)泡劑0. 85份、細砂185份，混合均勻，得到砌筑材料，性能見表I。表I砌筑材料性能
權(quán)利要求
1.一種薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料，其特征在于它主要由下述組分經(jīng)混合制備而成，膠凝材料70-90份、調(diào)凝劑:0. 2-5. 0份、增塑劑:0. 1-1. 0份、粘結(jié)劑:0. 5-2. 0份、超塑化劑0. 04-2. 0份、發(fā)泡劑0. 05-3. 0份、細砂100-300份，以重量份計；其中，所述的膠凝材料的制備方法是將礦渣粉50-70份，偏高嶺土 10-30份，改性硅酸鈉3. 0-9. 0份和固體填料3. 0-15份混合均勻，以重量份計，研磨至比表面積為300-400m2/kg，得到膠凝材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料，其特征在于所述的礦渣粉為水淬鋼渣、鐵尾礦或銅尾礦磨細所得。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料，其特征在于所述的改性硅酸鈉為硅酸鈉固體與氫氧化鈉固體按照質(zhì)量比為(2-5) :1進行粉磨處理，使其模數(shù)為.0.8_1. 6 o
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料，其特征在于所述的固體填料為硅灰、粉煤灰、輕鈣和重鈣中任意一種或多種的混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料，其特征在于所述的發(fā)泡劑為松香皂化發(fā)泡劑、松香熱聚物、十二烷基苯磺酸鈉和聚乙二醇中任意一種或多種的混口 o
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料，其特征在于所述的增塑劑為羥丙基甲基纖維素醚、羥乙基甲基纖維素醚或羧甲基纖維素醚。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料，其特征在于所述的超塑化劑為木質(zhì)素減水劑、萘系減水劑、脂肪族減水劑、密胺減水劑或聚羧酸減水劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料，其特征在于所述的調(diào)凝劑為偏鋁酸鈉、硫酸鈉、三乙醇胺或聚合磷酸鋁。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料，其特征在于所述的粘結(jié)劑為EVA、聚乙烯醇類或環(huán)氧類。
10.權(quán)利要求I所述的薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料的制備方法，其特征在于包括有以下步驟將膠凝材料、調(diào)凝劑、增塑劑、超塑化劑、粘結(jié)劑、發(fā)泡劑和細砂混合均勻，即得到砌筑材料，其中，以重量份計，各組分含量為膠凝材料70-90份、調(diào)凝劑0. 2-5. 0份、增塑劑0. 1-1. 0份、粘結(jié)劑:0. 5-2. 0份、超塑化劑:0. 04-2. 0份、發(fā)泡劑:0. 05-3. 0份和細砂.100-300份，所述的改性硅酸鈉的制備方法是將硅酸鈉固體與氫氧化鈉固體按照質(zhì)量比為(2-5) 1進行粉磨處理，使其模數(shù)為0. 8-1. 6即可；所述的膠凝材料的制備方法是將礦渣粉50-70份，偏高嶺土 10-30份，改性硅酸鈉3. 0-9. 0份和固體填料3. 0-15份混合均勻，研磨至比表面積為300-400m2/kg即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及薄灰縫用輕質(zhì)高強砌筑材料及其制備方法，由下述組分經(jīng)混合制備而成，膠凝材料70-90份、調(diào)凝劑0.2-5.0份、增塑劑0.1-1.0份、粘結(jié)劑0.5-2.0份、超塑化劑0.04-2.0份、發(fā)泡劑0.05-3.0份、細砂100-300份，以重量份計；其中，所述的膠凝材料的制備方法是將礦渣粉50-70份，偏高嶺土10-30份，改性硅酸鈉3.0-9.0份和固體填料3.0-15份混合均勻，研磨至比表面積為300-400m2/kg，得到膠凝材料。本發(fā)明能有效利用工業(yè)廢渣，制備的砌筑材料具有較佳的保溫效果、優(yōu)異的施工和易性和粘結(jié)能力、良好的保水性、塑性收縮和干縮率低等特點。
文檔編號C04B28/26GK102701705SQ20121021630
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者王鵬飛, 魏澤剛, 魏澤勝 申請人:武漢威爾博科技發(fā)展有限公司