本發明涉及建筑材料領域，具體而言，涉及一種3D基材干粉砂漿原料配比及生產工藝。
背景技術：
隨著建筑節能工作的不斷深入，新型墻體材料不斷涌現。其中，外墻保溫材料在建筑節能過程中扮演著非常重要的角色，是外墻保溫技術實施的一個關鍵環節。毫無疑問，優異的保溫性能是外墻保溫材料生產和制備的關鍵性指標。需要指出的是，作為隔離室內環境與外部環境關鍵材料，保溫砂漿還需具有良好的抗裂性能。然而，現有的具有良好保溫以及抗裂性能的砂漿造價較高，并且施工性較差。
有鑒于此，特提出本發明。
技術實現要素：
本發明的第一目的在于提供一種3D基材干粉砂漿原料配比，采用該3D基材干粉砂漿原料配比得到的3D基材干粉砂漿不但具有良好的保溫、抗裂性能以及施工性能，還充分利用了天然砂、機制砂以及礦渣微粉，減少了水泥的用量，同時使工業礦渣得到有效利用，綠色環保且成本低。
本發明的第二目的在于提供一種3D基材干粉砂漿的生產工藝，采用該生產工藝制備得到的3D基材干粉砂漿具有保溫、抗裂性能良好以及易于施工的優點。
為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：
第一方面，本發明提供了一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥20-30份、天然砂10-20份、機制砂20-30份、礦渣微粉10-20份、玄武巖纖維0.1-2份、?；⒅?-25份和可再分散乳膠粉0.1-2份。
在進一步優選地技術方案中，所述3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥21-29份、天然砂11-19份、機制砂21-29份、礦渣微粉11-19份、玄武巖纖維0.2-1.8份、?；⒅?-20份和可再分散乳膠粉0.2-1.8份。
在進一步優選地技術方案中，所述3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥22-28份、天然砂12-18份、機制砂22-28份、礦渣微粉12-18份、玄武巖纖維0.3-1.7份、?；⒅?0-20份和可再分散乳膠粉0.3-1.7份。
在進一步優選地技術方案中，所述水泥為普通硅酸鹽水泥。
在進一步優選地技術方案中，所述礦渣微粉的比表面積大于400m2/kg，所述礦渣微粉的粒度為80-160目；
優選地，所述礦渣微粉為超活性礦渣微粉。
在進一步優選地技術方案中，所述天然砂和所述機制砂的粒度為5-10目。
在進一步優選地技術方案中，所述玻化微珠比表面積為80-120m2/kg，導熱系數≤0.048W/(m·K)。
在進一步優選地技術方案中，所述原料還包括羥丙基甲基纖維素5-15重量份，和/或，十二烷基硫酸鈉5-15重量份。
優選地，所述3D基材干粉砂漿原料配比包括以下重量份的原料：水泥20-30份、天然砂10-20份、機制砂20-30份、礦渣微粉10-20份、玄武巖纖維0.1-2份、玻化微珠5-25份、可再分散乳膠粉0.1-2份、羥丙基甲基纖維素5-15份和十二烷基硫酸鈉5-15份。
第二方面，本發明提供了一種3D基材干粉砂漿的生產工藝，包括以下步驟：根據上述的3D基材干粉砂漿原料配比稱取配方量的原料，將水泥、天然砂和機制砂混合并攪拌均勻，然后加入礦渣微粉攪拌均勻，最后加入玄武巖纖維、玻化微珠和可再分散乳膠粉混合并攪拌均勻得到3D基材干粉砂漿。
在進一步優選地技術方案中，在加入礦渣微分攪拌均勻后，還包括加入羥丙基甲基纖維素和/或十二烷基硫酸鈉的步驟。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：
本發明提供的3D基材干粉砂漿原料配比，通過各原料的合理配比，使得砂漿具有良好的保溫和抗裂性能，并且易于施工，另外，該3D基材干粉砂漿原料配比充分利用了天然砂、機制砂以及礦渣微粉，不但減少了水泥的用量，還使工業礦渣得到有效利用，綠色環保且成本低。
本發明提供的3D基材干粉砂漿的生產工藝具有工藝簡單的優點，各原料按次序攪拌均勻即可，采用該方法制備得到的3D基材干粉砂漿具有保溫、抗裂性能良好以及易于施工的優點。
具體實施方式
下面將結合實施例對本發明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發明，而不應視為限制本發明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。
第一方面，本發明提供了一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥20-30份、天然砂10-20份、機制砂20-30份、礦渣微粉10-20份、玄武巖纖維0.1-2份、?；⒅?-25份和可再分散乳膠粉0.1-2份。
水泥是粉狀水硬性無機膠凝材料，加水攪拌后成漿體，能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結在一起。本發明中，按重量份數計，水泥典型但非限定性的含量為：20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份。
天然砂是由自然條件作用(主要是巖石風化)而形成的，粒徑在5mm以下的巖石顆粒。本發明中，按重量份數計，天然砂典型但非限定性的含量為：10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份。
機制砂是指通過制砂機和其它附屬設備加工而成的砂子，成品更加規則，可以根據不同工藝要求加工成不同規則和大小的砂子，更能滿足日常需求。本發明中，按重量份數計，機制砂典型但非限定性的含量為：20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份。
天然砂和機制砂的添加能夠減少水泥的用量，降低成本。
礦渣是礦石經過選礦或冶煉后的殘余物，礦渣微粉是礦渣經過粉碎后的顆粒狀物質，加入礦渣微粉不但可以減少水泥的用量，還能改善干混砂漿的易和性，并能提高砂漿干燥后的強度。本發明中，按重量份數計，礦渣微粉典型但非限定性的含量為：10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份。
玄武巖纖維是玄武巖石料在1450℃～1500℃熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維，強度與高強度S玻璃纖維相當，是一種環保綠色高性能纖維材料，具有強度高、耐腐蝕和耐高溫的優異性能，在干混砂漿的原料中添加玄武巖纖維能夠顯著增強砂漿的強度，特別是充分發揮了玄武巖纖維的纖維增韌性能，使得砂漿固化后的抗裂性能得到顯著提高。本發明中，按重量份數計，玄武巖纖維典型但非限定性的含量為：0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2.0份。
玻化微珠的理化性能穩定，具有優異的絕熱、防火、吸音性能，添加到干混砂漿中不但能夠提高砂漿的保溫性能，還能減少產品后期強度低和空鼓開裂等現象，提高產品質量。本發明中，按重量份數計，?；⒅榈湫偷窍薅ㄐ缘暮繛椋?份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份或25份。
可再分散乳膠粉為水溶性可再分散粉末，分為乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物等，噴霧干燥后制成的粉體粘合劑，以聚乙烯醇作為保護膠體。這種粉體在與水接觸后可以很快再分散成乳液，具有高粘結能力、抗水性、易施工性和隔熱性。本發明中，按重量份數計，可再分散乳膠粉典型但非限定性的含量為：0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2.0份。
上述3D基材干粉砂漿原料配比，通過各原料的合理配比，使得砂漿具有良好的保溫和抗裂性能，并且易于施工，另外，該3D基材干粉砂漿原料配比充分利用了天然砂、機制砂以及礦渣微粉，不但減少了水泥的用量，還使工業礦渣得到有效利用，綠色環保且成本低。
在本發明的一種優選實施方式中，所述3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥21-29份、天然砂11-19份、機制砂21-29份、礦渣微粉11-19份、玄武巖纖維0.2-1.8份、玻化微珠5-20份和可再分散乳膠粉0.2-1.8份。
在本發明的一種優選實施方式中，所述3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥22-28份、天然砂12-18份、機制砂22-28份、礦渣微粉12-18份、玄武巖纖維0.3-1.7份、?；⒅?0-20份和可再分散乳膠粉0.3-1.7份。
在本發明的一種優選實施方式中，所述水泥為普通硅酸鹽水泥。普通硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料、5％-20％的混合材料及適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料；具有強度高、水化熱大，抗凍性好、干縮小，耐磨性較好、抗碳化性較好的特性。
在本發明的一種優選實施方式中，所述礦渣微粉的比表面積為380-420m2/kg，所述礦渣微粉的粒度為80-160目。比表面積為380-420m2/kg的礦渣微粉的活性揮發較好。
在本發明的一種優選實施方式中，所述礦渣微粉為超活性礦渣微粉。超活性礦渣微粉是指7天活性指數不低于100％的礦渣微粉。采用超活性的礦渣微粉可以減少其用量，更加節能高效，同時提高產品質量。
在本發明的一種優選實施方式中，所述天然砂和所述機制砂的粒度為5-10目。天然砂和機制砂的粒度太細不利于干混砂漿的強度，太粗干混砂漿的流動性會變差，經過不斷試驗論證5-10目的天然砂和機制砂所得的干混砂漿的流動性和強度均較佳。
在本發明的一種優選實施方式中，所述玻化微珠比表面積為80-120m2/kg，導熱系數≤0.048W/(m·K)。采用上述比表面積和導熱系數的玻化微珠有助于提高干混砂漿的保溫性能。
在本發明的一種優選實施方式中，所述原料還包括羥丙基甲基纖維素5-15重量份，和/或，十二烷基硫酸鈉5-15重量份。
羥丙基甲基纖維素作為水泥砂漿的保水劑、緩凝劑使砂漿具有泵送性，在抹灰漿、石膏料、膩子粉或其他的建材作為黏合劑，提高涂抹性和延長可操作時間；用作粘貼瓷磚、大理石、塑料裝飾，粘貼增強劑，還可以減少水泥用量。本發明中，按重量份數計，羥丙基甲基纖維素典型但非限定性的含量為：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。
十二烷基硫酸鈉能夠提高干混砂漿的粘稠度，增強干混砂漿的易施工性。本發明中，按重量份數計，十二烷基硫酸鈉典型但非限定性的含量為：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。
優選地，所述3D基材干粉砂漿原料配比包括以下重量份的原料：水泥20-30份、天然砂10-20份、機制砂20-30份、礦渣微粉10-20份、玄武巖纖維0.1-2份、玻化微珠5-25份、可再分散乳膠粉0.1-2份、羥丙基甲基纖維素5-15份和十二烷基硫酸鈉5-15份。上述3D基材干粉砂漿原料配比充分發揮了各原料的配合作用，使得3D基材干粉砂漿不但具有良好的保溫、抗裂性能，還易于涂抹，施工性強。
第二方面，本發明提供了一種3D基材干粉砂漿的生產工藝，包括以下步驟：根據上述的3D基材干粉砂漿原料配比稱取配方量的原料，將水泥、天然砂和機制砂混合并攪拌均勻，然后加入礦渣微粉攪拌均勻，最后加入玄武巖纖維、?；⒅楹涂稍俜稚⑷槟z粉混合并攪拌均勻得到3D基材干粉砂漿。
上述3D基材干粉砂漿的生產工藝具有工藝簡單的優點，各原料按次序攪拌均勻即可，采用該方法制備得到的3D基材干粉砂漿具有保溫、抗裂性能良好以及易于施工的優點。
在本發明的一種優選實施方式中，在加入礦渣微分攪拌均勻后，還包括加入羥丙基甲基纖維素和/或十二烷基硫酸鈉的步驟。加入羥丙基甲基纖維素和/或十二烷基硫酸鈉能夠進一步增加3D基材干粉砂漿的保溫抗裂性能、涂抹性和易施工性。
實施例1
一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥20份、天然砂10份、機制砂20份、礦渣微粉10份、玄武巖纖維0.1份、?；⒅?份和可再分散乳膠粉0.1份。
其中，水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；天然砂和機制砂的粒度為5目；?；⒅楸缺砻娣e為80m2/kg，導熱系數為0.048W/(m·K)；礦渣微粉的比表面積為380m2/kg，粒度為80目。
實施例2
一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥30份、天然砂20份、機制砂30份、礦渣微粉20份、玄武巖纖維2份、?；⒅?5份和可再分散乳膠粉2份。
其中，水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；天然砂和機制砂的粒度為5目；?；⒅楸缺砻娣e為100m2/kg，導熱系數為0.040W/(m·K)；礦渣微粉的比表面積為400m2/kg，粒度為100目。
實施例3
一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥25份、天然砂15份、機制砂25份、礦渣微粉15份、玄武巖纖維1份、?；⒅?0份和可再分散乳膠粉1份。
其中，水泥為強度等級為52.5的普通硅酸鹽水泥；天然砂和機制砂的粒度為5目；?；⒅楸缺砻娣e為100m2/kg，導熱系數為0.040W/(m·K)；礦渣微粉的比表面積為400m2/kg，粒度為100目。
實施例4
一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥25份、天然砂15份、機制砂25份、礦渣微粉15份、玄武巖纖維1份、?；⒅?0份、可再分散乳膠粉1份和羥丙基甲基纖維素10份。
其中，水泥為強度等級為52.5的普通硅酸鹽水泥；天然砂和機制砂的粒度為5目；?；⒅楸缺砻娣e為100m2/kg，導熱系數為0.040W/(m·K)；礦渣微粉的比表面積為420m2/kg，粒度為120目。
實施例5
一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥25份、天然砂15份、機制砂25份、礦渣微粉15份、玄武巖纖維1份、玻化微珠10份、可再分散乳膠粉1份和十二烷基硫酸鈉10份。
其中，水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；天然砂和機制砂的粒度為5目；?；⒅楸缺砻娣e為100m2/kg，導熱系數為0.038W/(m·K)；礦渣微粉的比表面積為400m2/kg，粒度為100目。
實施例6
一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥25份、天然砂15份、機制砂25份、礦渣微粉15份、玄武巖纖維1份、?；⒅?0份、可再分散乳膠粉1份、羥丙基甲基纖維素10份和十二烷基硫酸鈉10份。
其中，水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；天然砂和機制砂的粒度為5目；?；⒅楸缺砻娣e為100m2/kg，導熱系數為0.038W/(m·K)；礦渣微粉的比表面積為410m2/kg，粒度為100目。
實施例7
一種3D基材干粉砂漿的生產工藝，包括以下步驟：根據實施例1所述的3D基材干粉砂漿原料配比稱取配方量的原料，將水泥、天然砂和機制砂混合并攪拌均勻，然后加入礦渣微粉攪拌均勻，最后加入玄武巖纖維、?；⒅楹涂稍俜稚⑷槟z粉混合并攪拌均勻得到3D基材干粉砂漿。
采用與實施例7相同的方法制備實施例2和3中的保溫抗裂砂漿。
實施例8
一種3D基材干粉砂漿的生產工藝，包括以下步驟：根據實施例4所述的3D基材干粉砂漿原料配比稱取配方量的原料，將水泥、天然砂和機制砂混合并攪拌均勻，然后加入礦渣微粉攪拌均勻，最后加入玄武巖纖維、?；⒅?、可再分散乳膠粉和羧丙基甲基纖維素混合并攪拌均勻得到3D基材干粉砂漿。
實施例9
一種3D基材干粉砂漿的生產工藝，包括以下步驟：根據實施例5所述的3D基材干粉砂漿原料配比稱取配方量的原料，將水泥、天然砂和機制砂混合并攪拌均勻，然后加入礦渣微粉攪拌均勻，最后加入玄武巖纖維、?；⒅?、可再分散乳膠粉和十二烷基硫酸鈉混合并攪拌均勻得到3D基材干粉砂漿。
實施例10
一種3D基材干粉砂漿的生產工藝，包括以下步驟：根據實施例6所述的3D基材干粉砂漿原料配比稱取配方量的原料，將水泥、天然砂和機制砂混合并攪拌均勻，然后加入礦渣微粉攪拌均勻，最后加入玄武巖纖維、?；⒅椤⒖稍俜稚⑷槟z粉、羧丙基甲基纖維素和十二烷基硫酸鈉混合并攪拌均勻得到3D基材干粉砂漿。
對比例1
一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥10份、天然砂30份、機制砂30份、礦渣微粉5份、玄武巖纖維5份、?；⒅?份和可再分散乳膠粉3份。
其中，水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；天然砂和機制砂的粒度為5目；玻化微珠比表面積為80m2/kg，導熱系數為0.048W/(m·K)；礦渣微粉的比表面積為380m2/kg，粒度為80目。
對比例1中各原料的配比不在本發明的配比范圍內。
對比例2
一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥25份、天然砂12份、機制砂23份、礦渣微粉12份、玄武巖纖維3份、玻化微珠1份和可再分散乳膠粉3份；
其中，水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；天然砂和機制砂的粒度為5目；玻化微珠比表面積為80m2/kg，導熱系數為0.048W/(m·K)；礦渣微粉的比表面積為380m2/kg，粒度為80目。
對比例3
一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥15份、天然砂15份、機制砂10份、礦渣微粉30份、玄武巖纖維0.01份、?；⒅?0份和可再分散乳膠粉1份；
其中，水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；天然砂和機制砂的粒度為5目；?；⒅楸缺砻娣e為80m2/kg，導熱系數為0.048W/(m·K)；礦渣微粉的比表面積為380m2/kg，粒度為80目。
對比例4
一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥2份、天然砂12份、機制砂40份、礦渣微粉18份、玄武巖纖維5份、玻化微珠1份和可再分散乳膠粉3份；
其中，水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；天然砂和機制砂的粒度為5目；?；⒅楸缺砻娣e為80m2/kg，導熱系數為0.048W/(m·K)；礦渣微粉的比表面積為380m2/kg，粒度為80目。
對比例5
一種3D基材干粉砂漿原料配比，包括以下重量份的原料：水泥20份、天然砂10份、機制砂20份、玄武巖纖維0.1份和可再分散乳膠粉0.1份。
其中，水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；天然砂和機制砂的粒度為5目。
對比例5的各原料的選取與本發明不同。
對比例6
青島旭盛新型建材有限公司干混外保溫粘結砂漿。
表1 砂漿性能測試結果
由表1的性能測試結果可知，實施例1-6的砂漿的各項性能均滿足標準JG158-2004中5.8關于抗裂砂漿性能指標的規定，即拉伸粘結強度≥0.7MPa，浸水拉伸粘結強度≥0.5MPa，壓折比≤3MPa；并且實施例1-6的各項性能均明顯優于對比例1-6，強度高、導熱系數低，說明實施例1-6的抗裂性能和保溫性能良好。對比例1中各原料的含量均不在本發明的各原料含量范圍內，對比例2-4中部分原料的含量不在本發明的各原料含量范圍內，對比例5的各原料的選取與本發明的不同，表1數據顯示，對比例1-5的各項性能與實施例1-6相比均較差，由此說明實施例1-6的3D基材干粉砂漿原料配比充分發揮了各原料的配合作用，因而得到的3D基材干粉砂漿具有了強度高、抗裂性能和保溫性能良好的優點。進一步的可以看出，實施例4-6增加了組分羥丙基甲基纖維素和/或十二烷基硫酸鈉，所得的3D基材干粉砂漿的拉伸粘結強度、浸水拉伸粘結強度、壓折比以及導熱系數均優于實施例1-3，說明增加的羥丙基甲基纖維素和/或十二烷基硫酸鈉對提高3D基材干粉砂漿的強度、抗裂性能以及保溫性能均有積極作用。
因此，本發明提供的3D基材干粉砂漿具有良好的保溫、抗裂性能。
盡管已用具體實施例來說明和描述了本發明，然而應意識到，在不背離本發明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權利要求中包括屬于本發明范圍內的所有這些變化和修改。