專利名稱：一種環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿及其制備方法
技術領域：
本發明屬于硅酸鹽建筑材料領域，具體涉及一種利用高效膨脹型阻燃劑和磷石膏制備的環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿，用于建筑、裝飾工程的內、外墻、罩面抹灰。
背景技術：
抹灰砂衆在一般民用建筑每平方米的建筑面積有3 5m2的內表抹灰,有O. 15 O. 75m2的外表抹灰。生產抹灰砂漿時，采用的原材料大都為天然礦物，使生產成本高；在實際施工過程中，常常因為無法達到施工環境的要求而導致出現抹灰砂漿工作性差、保水性差、粘結強度低，出現墻體抹灰層的空鼓，開裂等等一系列問題，嚴重阻礙了新型墻體材料的使用；另外，外墻砂漿常年暴露于空氣中，受雨水、雪水、干濕變化等等環境條件的影響而導致崩壞、脫落的現象屢見不鮮，因此，這對建筑物抹灰砂漿的防水抗滲性能也提出了一定的要求；在利用工業廢渣方面，常因工業廢渣的活性低，而導致其摻量過低或抹灰砂漿的各項性能不能達到國家的相關標準；在建筑安全防火方面，砂漿雖然是無機不燃材料，但是在建筑發生火災時，常用的薄抹灰砂漿并不能有效的阻止有機的保溫材料和勾縫膠結材料等易燃物的火焰的蔓延和穿透，致使災情無法有效控制，造成財產損失和人員傷亡的巨大隱
串
■/Qi、O所以，要解決這一系列問題必須在不增加建筑成本的條件下使用粘結力強、抗滲性好、體積穩定性好、抗裂性好，并且能夠防火阻燃、環保利廢的高性能抹灰砂漿。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種利用高效防火阻燃、防水抗滲、并使用廢棄磷石膏粉料替代部分水泥的環保利廢型抹灰砂漿，對于高效阻燃隔熱和復合保溫節能、 磷石膏再生利用、減少固體廢棄物對環境的污染具有重要的意義。本發明解決其技術問題采用以下技術方案一種環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿，其特征在于其組分及其組分含量按質量比計為P. 042. 5R水泥改性磷石膏可再分散性乳膠粉石灰石粉陶瓷微珠改性可膨脹石墨保水劑增韌劑憎水劑= I 2 O. 4 O. 9 O. I O. 4 O. I O. 5 O. 5 I : O. 25 I. 5 O. 005 O. 04 O. 005 O. 01 O. 005 O. 03混合制成，所述保水劑為羥丙基甲基纖維素醚，其粘度為IOOOOOPa · S，所述的增韌劑為抗裂纖維，所述的憎水劑為ELOTEX SEAL80可再分散硅燒基憎水劑。按上述方案，所述的改性磷石膏由磷石膏、生石灰和粉煤灰按質量比7 14 3 6 I混合均勻后，在80°C環境下烘干或者炒制2 3h，再粉磨至比表面積2500 3500cm2/g 即可。按上述方案，所述的改性可膨脹石墨的制備方法為將鱗片石墨、雙氧水和發煙硝酸混合，并在冰水浴中迅速攪拌，至反應平緩后將該反應體系恒溫在25°C，洗滌、抽濾，滴加乙酸溶液并不斷攪拌，反應60 120min，水洗，抽濾，烘干，得改性可膨脹石墨，磨至粒徑為O. 05 Imm作為輕骨料使用。按上述方案，所述的改性可膨脹石墨的制備方法為按照質量比鱗片石墨KMnO4 =1 O. 2 O. 4的比例向鱗片石墨中加入KMnO4,攪拌均勻，加入HClO3溶液并保持35°C 間歇攪拌反應60 120min，然后水洗，抽濾，烘干即可得到改性可膨脹石墨，磨至粒徑為 O. 05 Imm作為輕骨料使用。環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿的制備方法，其特征在于包括有以下步驟按照質量比計為P. 042. 5R水泥改性磷石膏可再分散性乳膠粉石灰石粉陶瓷微珠 改性可膨脹石墨保水劑增韌劑憎水劑=I 2 O. 4 O. 9 O. I O. 4 O. I O. 5 0.5 I : O. 25 I. 5 O. 005 O. 04 O. 005 O. 01 O. 005 O. 03 稱取 P. 042. 5R水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉、陶瓷微珠、改性可膨脹石墨、保水劑、增韌劑和憎水劑，將P. 042. 5R水泥、改性磷石膏、石灰石粉、可再分散性乳膠粉混合均勻并研磨至比表面積3500 4500cm2/g，再加入陶瓷微珠、改性可膨脹石墨、保水劑、增韌劑和憎水劑，混合均勻后得到所述抹灰砂漿，所述的保水劑為羥丙基甲基纖維素醚，其粘度為IOOOOOPa · S，所述的增韌劑為抗裂纖維，所述的憎水劑為ELOTEX SEAL80可再分散硅烷基憎水劑。按上述方案，所述的改性磷石膏由磷石膏、生石灰和粉煤灰按質量比7 14 3 6 I混合均勻后，在80°C環境下烘干或者炒制2 3h，再粉磨至比表面積2500 3500cm2/g 即可。按上述方案，所述的改性可膨脹石墨的制備方法為將鱗片石墨、雙氧水和發煙硝酸混合，并在冰水浴中迅速攪拌，至反應平緩后將該反應體系恒溫在25°c，洗滌、抽濾，滴加乙酸溶液并不斷攪拌，反應60 120min，水洗，抽濾，烘干，得改性可膨脹石墨.按上述方案，所述的改性可膨脹石墨的制備方法為按照質量比鱗片石墨KMnO4 =1 O. 2 O. 4的比例向鱗片石墨中加入KMnO4,攪拌均勻，加入HClO3溶液并保持35°C 間歇攪拌反應60 120min，然后水洗，抽濾，烘干即可得到改性可膨脹石墨，磨至粒徑為
O.05 Imm作為輕骨料使用。本發明中各原材料的作用為P. 042. 5R水泥，起主要的膠凝作用，熟料中的C2S、C3S、C3A和C4AF立即與水發生化學反應，生成C-S-H、鈣礬石和Ca(OH)2等礦物，凝結硬化逐漸變成具有強度的膠凝材料，并能將散粒狀材料膠接成為整體；改性可膨脹石墨，作無機輕質骨料，在較高溫度下能產生體積大幅度膨脹或產生泡沫狀物質，覆蓋于砂漿表面，形成穩定的隔熱覆蓋層，起隔絕空氣、高效隔熱作用，從而達到阻燃目的，根據結合物質的不同，還會因受熱而產生C02，NH3, H2O等不燃氣體，使其他材料受熱分解釋放的可燃氣體被稀釋而達到阻燃的效果；可再分散性乳膠粉，調整膠凝材料的粘結性能、流變性能,提高體積穩定性；改性磷石膏，磷石膏經過改性處理得到，可以起到緩凝作用，熱處理后石膏晶體的晶型結構和礦物構成發生改變，少部分二水石膏轉變為半水石膏，從而具備膠凝性能，同時改性磷石膏能降低石灰的反應溫度和延長反應時間，限制石灰反應時體積的膨脹；陶瓷微珠，一種空心無機輕骨料，化學成分以二氧化硅和三氧化二鋁為主，具有顆粒細、中空、質輕、保溫、高強、耐磨、耐高溫、保溫絕緣、絕緣阻燃等多種功能；
羥丙基甲基纖維素醚，保水劑，可以使膠凝材料更充分的進行水化反應，達到使砂漿增稠、保水的目的，提高砂漿的強度、彈性、韌性，減少開裂，改善砂漿的工作性；抗裂纖維，增韌劑，能夠提高砂漿體系的彈性和韌性，同時具有一定的保水作用， 有減縮防裂的作用；ELOTEX SEAL80可再分散硅烷基憎水劑，是表面進行了特殊處理的硅烷基粉末，采用了溶于水的保護膠體和抗結塊劑通過噴霧干燥表面處理得到的，在水泥水化的堿性環境下，憎水劑溶于水并和水泥水化產物發生一系列反應，使得水泥硬化漿體的內部和表面都有了憎水性，達到防水抗滲的目的。本發明與現有技術相比具有以下的主要優點I.高效阻燃加入了高效阻燃劑改性可膨脹石墨作為輕骨料，可有效阻止火焰蔓延，防止材料被火焰燒穿而導致結構的破壞，有高效阻燃防火功能；2.高效環保利廢采用研磨和熱處理對磷石膏進行改性，可以改變磷石膏的細度、顆粒形態、石膏的晶型結構和礦物成分，使部分磷石膏具有膠凝性能，替代天然石膏，降低生產成本,使廢棄物再生利用,環保利廢。3.復合保溫效果在砂漿體系內加入了高效保溫的空心陶瓷微珠材料作為無機輕骨料，與建筑物墻體能夠起到復合保溫的效果。4.采用羥丙基甲基纖維素醚作為保水劑，達到使砂漿增稠、保水的目的，保證水泥的水化反應進行完全，提高砂漿的強度、彈性、韌性，減少開裂，改善砂漿的工作性。5.高效防水抗滲加入了高活性可再分散硅烷基憎水劑，使得水泥硬化漿體的內部和表面都有了憎水性，達到高效防水抗滲的目的。
具體實施例方式本發明在保證抹灰砂漿性能滿足國家標準的條件下，利用改性可膨脹石墨作高性能阻燃劑，利用化工廠的副產品磷石膏替代天然石膏來制備滿足國家標準要求的抹灰砂漿，使用保水劑、增韌劑和憎水劑，保證水泥的水化反應進行完全、提高砂漿的強度、彈性、 韌性，減少開裂、改善砂漿的工作性的同時讓砂漿具備高效防水抗滲的功能。下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不僅僅局限于下面的實施例。實施例I :I)改性可膨脹石墨的制備按照質量比鱗片石墨KMnO4 = I O. 3的比例向鱗片石墨中加入KMnO4，攪拌均勻，加入70%的HClO3溶液、維持固液比為I : 4的比例保持 35°C間歇攪拌反應90min，后水洗，抽濾，烘干、磨至粒徑為O. 05 1mm，即可得到改性可膨脹石墨，膨脹體積為500 600ml/g ；2)改性磷石膏的制備將磷石膏、生石灰和粉煤灰按質量比13 5 I混合均勻后，在80°C環境下烘干或者炒制3h，然后粉磨至比表面積為2500 3500cm2/g得到改性磷石膏，其中磷石膏的放射性符合GB6566-2001的相關要求；3)抹灰砂漿的制備將P.042.5R水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉、陶瓷微珠、改性可膨脹石墨、羥丙基甲基纖維素醚、抗裂纖維、ELOTEX SEAL80可再分散硅烷基憎水劑按質量比 I. 75 O. 55 O. 3 O. 35 I I. I O. 01 O. 005 O. 025 稱取，其中水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉在稱取后混合均勻，粉磨至比表面積3500cm2/g后與其余原材料混合均勻，可得到所述砂漿；4)上述抹灰砂漿的應用拌合水的用量根據新拌砂漿流動度確定按GB 2419-81 加水測試流動度控制在165+5mm即可，由表10可以看出，砂漿的各項性能滿足JC890-2001 的相關要求。上述環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿主要原料的化學成分、物理性能以及實驗結果分別見表1-9。實施例2 I)改性可膨脹石墨的制備按照質量比鱗片石墨KMnO4 = I O. 4的比例向鱗片石墨中加入KMnO4，攪拌均勻，加入75%的HClO3溶液、維持固液比為I : 4的比例保持 350C間歇攪拌反應80min，后水洗，抽濾，烘干、磨至粒徑為O. 05 Imm即可得到改性可膨脹石墨，膨脹體積為500 600ml/g ；2)改性磷石膏的制備將磷石膏、石灰和粉煤灰按質量比12 5 I混合均勻后， 在80°C環境下烘干或者炒制2. 5h，然后粉磨至比表面積為2500 3500cm2/g得到改性磷石膏，其中磷石膏的放射性符合GB6566-2001的相關要求；3)抹灰砂漿的制備將P.042.5R水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉、陶瓷微珠、改性可膨脹石墨、羥丙基甲基纖維素醚、抗裂纖維、ELOTEX SEAL80可再分散硅烷基憎水劑按質量比 I. 6 O. 6 O. 3 O. 35 I I. 15 O. 0125 O. 005 O. 03 稱取，其中水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉在稱取后混合均勻，粉磨至比表面積3500cm2/g后與其余原材料混合均勻，可得到所述砂漿；4)上述抹灰砂漿的應用拌合水的用量根據新拌砂漿流動度確定按GB 2419-81 加水測試流動度控制在(165+5)mm即可，砂漿的各項性能滿足JC890-2001的相關要求。實施例3:I)改性可膨脹石墨的制備用鱗片石墨、雙氧水、發煙硝酸，在冰水浴中迅速攪拌，至反應平緩后將該反應體系恒溫在25 °C，經過洗滌、抽濾后，滴加含量 ^99.5%的乙酸溶液并不斷攪拌，反應60min，水洗，抽濾，烘干，得無硫無灰分改性可膨脹石墨，膨脹體積為300-350ml/g，其中鱗片石墨、發煙硝酸、雙氧水、乙酸的比例為 5(g) : 12 (ml) : I (ml) : 5 (ml)；2)改性磷石膏的制備將磷石膏、石灰和粉煤灰按質量比13 5 I混合均勻后， 在80°C環境下烘干或者炒制3h，然后粉磨至比表面積為2500 3500cm2/g得到改性磷石膏，其中磷石膏的放射性符合GB6566-2001的相關要求；3)抹灰砂漿的制備將P.042.5R水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉、陶瓷微珠、改性可膨脹石墨、羥丙基甲基纖維素醚、抗裂纖維、憎水劑按質量比I. 6 0.6 5 O. 3 O. 4 O. 75 1.25 0.015 O. 005 O. 025稱取，其中水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉在稱取后混合均勻，粉磨至比表面積3500cm2/g后與其余原材料混合均勻，可得到所述砂漿。4.上述抹灰砂漿的應用拌合水的用量根據新拌砂漿流動度確定按GB 2419-81 加水測試流動度控制在(165+5)mm即可，砂漿的各項性能滿足JC890-2001的相關要求。實施例4 I)改性可膨脹石墨的制備按照質量比鱗片石墨KMnO4 = I O. 4的比例向鱗片石墨中加入KMnO4，攪拌均勻，加入70%的HClO3溶液、維持固液比為I : 4的比例保持 350C間歇攪拌反應90min，后水洗，抽濾，烘干、磨至粒徑為O. 05 Imm即可得到改性可膨脹石墨，膨脹體積為500 600ml/g ；2)改性磷石膏的制備將磷石膏、石灰和粉煤灰按質量比12 5 I混合均勻后， 在80°C環境下烘干或者炒制2. 5h，然后粉磨至比表面積為2500 3500cm2/g得到改性磷石膏，其中磷石膏的放射性符合GB6566-2001的相關要求；3)抹灰砂漿的制備將P.042.5R水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉、陶瓷微珠、改性可膨脹石墨、羥丙基甲基纖維素醚、抗裂纖維、ELOTEX SEAL80可再分散硅烷基憎水劑按質量比 I. 75 O. 6 O. 3 O. 4 O. 75 I. 15 O. 01 O. 005 O. 03 稱取，其中水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉在稱取后混合均勻，粉磨至比表面積3500cm2/g后與其余原材料混合均勻，可得到所述砂漿。4.上述抹灰砂漿的應用拌合水的用量根據新拌砂漿流動度確定按GB 2419-81 加水測試流動度控制在(165+5)mm即可，砂漿的各項性能滿足JC890-2001的相關要求。實施例5:1)除實例1-4中的原料外，還可摻入生石灰，粉磨至比表面積為3000_3500cm2/g。2)抹灰砂漿的制備將P. 042. 5R水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉、生石灰、陶瓷微珠、改性可膨脹石墨、羥丙基甲基纖維素醚、抗裂纖維、憎水劑按質量比I .5 O. 6 O. 3 O. 4 O. 25 O. 75 I. 15 O. 0075 O. 005 O. 03稱取，其中水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉、生石灰在稱取后混合均勻，粉磨至比表面積3500cm2/g后與其余原材料混合均勻，可得到所述砂漿。原材料的制備方法同實例1-4。實施例6 1)除實例1-4中的原料外，可摻入粉煤灰，粉磨至比表面積為3000_3500cm2/g。2)抹灰砂漿的制備將P. 042. 5R水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉、粉煤灰、陶瓷微珠、改性可膨脹石墨、羥丙基甲基纖維素醚、抗裂纖維、憎水劑按質量比I .75 O. 6 O. 3 O. 4 O. 15 O. 75 I O. 0075 O. 005 O. 03稱取，其中水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉、粉煤灰在稱取后混合均勻，粉磨至比表面積3500cm2/g后與其余原材料混合均勻，可得到所述砂漿。原材料的制備方法同實例1-4。附表表1P. 042. 5R水泥的物理性能
細度安定性凝結時間(min)抗壓強度(Mpa)抗折強度(Mpa)(%)初凝終凝3d 28d3d 28d2.5合格158 19530.5 52.75.5 8.6 表2P. 042. 5R水泥原料的化學分析/Wt %
權利要求
1.一種環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿，其特征在于其組分及其組分含量按質量比計為P. 042. 5R水泥改性磷石膏可再分散性乳膠粉石灰石粉陶瓷珠改性可膨脹石墨保水劑增韌劑憎水劑=Γ2 0. 4 O. 9 :0. I O. 4 :0. I O. 5 :0. 5 I :0. 25 I. 5 O. 005^0. 04 :0. 005^0. 01 :0. 005^0. 03混合制成，所述保水劑為羥丙基甲基纖維素醚，其粘度為100000 Pa .S，所述的增韌劑為抗裂纖維，所述的憎水劑為ELOTEX SEAL80可再分散硅燒基憎水劑。
2.根據權利要求I所述的環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿，其特征在于所述的改性磷石膏由磷石膏、生石灰和粉煤灰按質量比7 14 :3 6 :1混合均勻后，在80°C環境下烘干或者炒制2 3h,再粉磨至比表面積2500 3500cm2/g即可。
3.根據權利要求I或2所述的環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿，其特征在于所述的改性可膨脹石墨的制備方法為將鱗片石墨、雙氧水和發煙硝酸混合，并在冰水浴中迅速攪拌，至反應平緩后將該反應體系恒溫在25°C，洗滌、抽濾，滴加乙酸溶液并不斷攪拌，反應 6(Tl20min,水洗,抽濾,烘干,得改性可膨脹石墨,磨至粒徑為O. 05 Imm作為輕骨料使用。
4.根據權利要求I或2所述的環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿，其特征在于所述的改性可膨脹石墨的制備方法為按照質量比鱗片石墨=KMnO4=I :0. 2^0. 4的比例向鱗片石墨中加入KMnO4,攪拌均勻，加入HClO3溶液并保持35°C間歇攪拌反應6(Tl20min，然后水洗， 抽濾，烘干即可得到改性可膨脹石墨，磨至粒徑為O. 05 Imm作為輕骨料使用。
5.權利要求I所述的環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿的制備方法，其特征在于包括有以下步驟按照質量比計為P. 042. 5R水泥改性磷石膏可再分散性乳膠粉石灰石粉 陶瓷微珠改性可膨脹石墨保水劑增韌劑憎水劑=Γ2 0. 4 0· 9 0. Γθ. 4 0. Γθ. 5 O.5 I 0. 25 I. 5 0. 005 O. 04 :0. 005 O. 01 0. 005 O. 03 稱取 P. 042. 5R 水泥、改性磷石膏、可再分散性乳膠粉、石灰石粉、陶瓷微珠、改性可膨脹石墨、保水劑、增韌劑和憎水劑， 將P. 042. 5R水泥、改性磷石膏、石灰石粉、可再分散性乳膠粉混合均勻并研磨至比表面積 3500 4500cm2/g，再加入陶瓷微珠、改性可膨脹石墨、保水劑、增韌劑和憎水劑，混合均勻后得到所述抹灰砂漿，所述的保水劑為羥丙基甲基纖維素醚，其粘度為100000 Pa · S，所述的增韌劑為抗裂纖維，所述的憎水劑為ELOTEX SEAL80可再分散硅烷基憎水劑。
6.按權利要求5所述的環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿的制備方法，其特征在于所述的改性磷石膏由磷石膏、生石灰和粉煤灰按質量比7 14 :3 6 :1混合均勻后，在80°C 環境下烘干或者炒制2 3h，再粉磨至比表面積2500 3500cm2/g即可。
7.按權利要求5或6所述的環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿的制備方法，其特征在于所述的改性可膨脹石墨的制備方法為將鱗片石墨、雙氧水和發煙硝酸混合，并在冰水浴中迅速攪拌，至反應平緩后將該反應體系恒溫在25°C，洗滌、抽濾，滴加乙酸溶液并不斷攪拌，反應6(Tl20min，水洗，抽濾，烘干，得改性可膨脹石墨。
8.按權利要求5或6所述的環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿的制備方法，其特征在于所述的改性可膨脹石墨的制備方法為按照質量比鱗片石墨=KMnO4=I :0. 2^0. 4的比例向鱗片石墨中加入KMnO4,攪拌均勻，加入HClO3溶液并保持35°C間歇攪拌反應6(Tl20min， 然后水洗，抽濾，烘干即可得到改性可膨脹石墨，磨至粒徑為O. 05 1_作為輕骨料使用。
全文摘要
本發明涉及一種環保型高性能防水阻燃型抹灰砂漿，其組分及其組分含量按質量比計為P.O42.5R水泥改性磷石膏可再分散性乳膠粉石灰石粉陶瓷微珠改性可膨脹石墨保水劑增韌劑憎水劑=1~20.4~0.90.1~0.40.1~0.50.5~10.25~1.50.005~0.040.005~0.010.005~0.03混合制成，該發明對于高效阻燃隔熱、防水抗滲、復合保溫節能、磷石膏再生利用和減少固體廢棄物對環境的污染具有重要的意義，同時提供的抹灰砂漿具有成本低、強度較高的優勢。
文檔編號C04B28/00GK102584118SQ20121000648
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者宋雪峰, 段超群, 殷海波, 趙子強, 蹇守衛, 陳嘉懿, 馬保國, 黃健 申請人:武漢理工大學