本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能的石膏基板材粘結(jié)砂漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
水泥基粘結(jié)砂漿材料是由水泥、細(xì)骨料和水，以及根據(jù)需要加入的石灰、活性摻合料或外加劑在現(xiàn)場配成的砂漿；其砂漿用于建筑之后，由于其材質(zhì)成分的原因，其存在干燥收縮和養(yǎng)護(hù)周期長的不足。為了降低上述缺陷，通常采用降低水泥的摻量、減少因水泥凝結(jié)固化引起的干燥收縮，摻入膨脹組份，補(bǔ)償因水泥引起的干燥收縮等方式來延緩水泥水化熱、抑制干燥收縮。
但是采用上述改進(jìn)以后，砂漿材料在使用中自身內(nèi)聚力、耐水性等方面會(huì)相應(yīng)降低；并且材料的容重和導(dǎo)熱會(huì)升高，降低了用于板材之后的品質(zhì)和效果。更重要地。由于這一類砂漿吸濕量有限，放濕再生能力比較強(qiáng)，調(diào)濕性能不理想、難以循環(huán)利用，大大降低了水泥基粘結(jié)砂漿材料的應(yīng)用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于提供一種強(qiáng)度、收縮率以及調(diào)試性能更加優(yōu)良的高性能石膏基板材粘結(jié)砂漿，旨在很好地解決收縮開裂、調(diào)濕不足而提升粘結(jié)砂漿材料的品質(zhì)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的高性能的石膏基板材粘結(jié)砂漿，由石膏、石英砂、重鈣和功能添加劑按照20～40：50～70：8～10：1～2的質(zhì)量比例組成；其中，所述功能添加劑由緩凝劑、減水劑、保水劑、引氣劑、纖維、水泥組成，按照1：1～1.5：2～4：0.5～1：0.5～1：2～4的質(zhì)量比例組成。
本發(fā)明還提出一種制備上述高性能的石膏基板材粘結(jié)砂漿的方法，包括如下步驟：
按照上述高性能石膏基板材粘結(jié)砂漿成分要求獲取原料；
將原料中的緩凝劑、減水劑、保水劑、引氣劑、纖維、水泥混合均勻，得到功能添加劑；
將原料中石膏、石英砂、重鈣粉與所述功能添加劑均勻混合后，加水?dāng)嚢琛?/p>
本發(fā)明的砂漿以石膏作為基材，并且以聚合物材料作為主要添加劑，配以優(yōu)質(zhì)礦物骨料、填料和天然礦物精制而成；由于石膏具有自身微膨脹、和粘結(jié)強(qiáng)度高，所得到的產(chǎn)品具有比較低的收縮率；同時(shí)進(jìn)一步搭配有特異性選擇的功能性添加劑，可使砂漿內(nèi)形成細(xì)小的毛細(xì)管通道，有利于水汽與外界交換，增強(qiáng)砂漿的調(diào)濕性能。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，做進(jìn)一步說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明提供一種高性能的石膏基板材粘結(jié)砂漿，由石膏、石英砂、重鈣和功能添加劑組成，且各組分中石膏：石英砂：重鈣粉：外加劑的重量比例為20～40：50～70：8～10：1～2；其中，
功能添加劑由緩凝劑、減水劑、保水劑、引氣劑、纖維、水泥組成，且緩凝劑、減水劑、保水劑、引氣劑、纖維、水泥各組分的重量比為1：1～1.5：2～4：0.5～1：0.5～1：2～4。
從上述可以看出，本發(fā)明的砂漿以石膏作為基材，并且以聚合物材料作為主要添加劑，配以優(yōu)質(zhì)礦物骨料、填料和天然礦物精制而成。石膏基面砂漿，由于石膏具有自身微膨脹、和粘結(jié)強(qiáng)度高，所得到的產(chǎn)品具有比較低的收縮率。同時(shí)進(jìn)一步搭配有特異性選擇的功能性添加劑，其中包含的特種引氣劑、保水劑，可使砂漿內(nèi)形成細(xì)小的毛細(xì)管通道，有利于水汽與外界交換，增強(qiáng)砂漿的調(diào)濕性能。而石膏自身作為膠凝材料，凝結(jié)硬化周期短，更有利于施工節(jié)點(diǎn)的控制，最終還能大大提高施工效率。
首先，其中作為主料的石膏，本發(fā)明中采用滿足gb/t9776-2008要求的建筑石膏；優(yōu)選采用高強(qiáng)α半水石膏，其主要特點(diǎn)為基礎(chǔ)抗壓強(qiáng)度可達(dá)40～60mpa，有的甚至達(dá)100mpa；具有三方晶系、層狀結(jié)構(gòu)，具有非常良好的功能型活性填料效果，水化速度慢、水化熱低、需水量小、硬化體結(jié)構(gòu)密實(shí)。本發(fā)明采用其作為砂漿主材一方面是基于其上述特性；另一方面是與β型石膏相比，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密可耐水，本身帶有一定的粘結(jié)能力，與其他成分搭配后加水混勻攪拌，晶體相互交叉連接，最終形成分子間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使石膏漿體失去流動(dòng)性而凝結(jié)，整體會(huì)具有非常穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)骨架、和塑性強(qiáng)度，能盡可能降低凝固引起的干燥收縮，摻入膨脹。
進(jìn)一步在主料石膏之外，本發(fā)明砂漿中還搭配有重鈣粉和石英砂；其中，重鈣粉可以選用粗磨碳酸鈣（粒徑>3μm）、細(xì)磨碳酸鈣（粒徑1～3μm）、超細(xì)碳酸鈣（粒徑0.5～1μm）的一種或幾種。這兩種共同的主料成分，在石膏之外作為填充材料，首先與石膏搭配提升石膏砂漿的韌性，并且其填充的效果可以補(bǔ)充砂漿產(chǎn)品的填充縫隙及提高表面效果，從而降低板材的收縮率；且這兩種屬于中性鹽/氧化物的無機(jī)填料，化學(xué)和物理性能都趨于穩(wěn)定，可以用于降低膨化物的系數(shù)，以及收縮率，讓其更加穩(wěn)定，可以延長施工時(shí)間。而且，補(bǔ)充作為主料成分添加之后，增加了比表的面積，同時(shí)也增大了與其他粘結(jié)成分的接觸面，進(jìn)而提高了砂漿的機(jī)械強(qiáng)度。其中，石英砂本身具有的硅含量較大，可以讓砂漿的密度增大，提高水泥的硬度，讓石膏砂漿更加抗壓、抗拉、抗沖擊、耐磨；當(dāng)然，這兩種作為填充還可以降低砂漿的成本。
進(jìn)一步在上述主料的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的石膏粘結(jié)砂漿還添加有特定選擇的功能添加劑；功能添加劑中的緩凝劑，用于控制和調(diào)整凝結(jié)時(shí)間和降低攪拌結(jié)塊，從而保證各成分之間更能充分地反應(yīng)結(jié)合，還能有利于長時(shí)間地保持塑性。本發(fā)明中采用的緩凝劑優(yōu)選為磷酸鹽類石膏緩凝劑、蛋白質(zhì)類石膏緩凝劑、腐殖酸類石膏緩凝劑的一種或幾種。當(dāng)然，在實(shí)施中優(yōu)選采用這幾種的結(jié)合，蛋白類緩凝的有機(jī)成分，分子結(jié)構(gòu)中含有比較多的氨基、羧基等絡(luò)合物形成基，與主料成分中的鈣離子結(jié)合形成不穩(wěn)定的絡(luò)合物，在水化初期控制液相中凝結(jié)濃度，隨著水化過程的進(jìn)行，這種不穩(wěn)定的絡(luò)合物將自行分解，水化將繼續(xù)正常進(jìn)行，并不影響水泥后期水化。羥基、氨基、羧基均易與水分子通過氫鍵締合，再加上水分子之問的氫鍵締合．使水泥顆粒表面形成了一層穩(wěn)定的溶劑化水膜．阻止了石膏分子鍵的直接接觸，有利于防止水化。并且蛋白質(zhì)緩凝在石膏體系中形成膠體，覆蓋在石膏晶體表面，由于對各個(gè)晶面生長的抑制沒有選擇性，晶面有充分的時(shí)間發(fā)育生長，使石膏晶體出現(xiàn)明顯粗化，但晶體形貌并未發(fā)生變化，有助于砂漿成分的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。并且蛋白質(zhì)類石膏緩凝搭配磷酸鹽緩凝劑、腐殖酸的緩凝劑，產(chǎn)生的無機(jī)鹽離子會(huì)與石膏發(fā)聲表面置換和凝聚作用，在主料凝結(jié)硬化過程中產(chǎn)生難溶的膜層；兩種搭配使用各種無機(jī)/有機(jī)分子鍵，分別會(huì)與板材中成分中的無機(jī)/有機(jī)成分對應(yīng)具有分子相容性；這種相容性結(jié)構(gòu)，會(huì)有效降低了材料內(nèi)部因納米尺寸效應(yīng)而發(fā)生的聚集，使各類鍵合結(jié)構(gòu)均勻分散在整體材料中，起到納米增強(qiáng)、提高耐久性的作用。
同時(shí)，功能添加劑還具有減水劑、保水劑、引氣劑搭配組合。其中，減水劑可為葡萄糖酸鈉或具有類似功能的其它外加劑組合而成；保水劑為甲基纖維素醚、羧甲基纖維素醚、羧丙基甲基纖維素醚或羧已基纖維素醚中的一種或幾種；引氣劑為松香類或磺酸鹽類引氣劑的一種或幾種。
首先，保水劑是各類纖維素醚，是在堿性條件下，堿纖維素與不同的醚化劑發(fā)生反應(yīng)，生成的各種纖維素衍生物的總稱；也就是纖維素大分子含氧六元環(huán)單元上的羥基，被醚化基團(tuán)部分取代或者全部取代的產(chǎn)物。添加之后，溶液的黏度會(huì)隨著纖維素醚固含量的增加迅速提升；從而最終可以促進(jìn)石膏、水泥與其他主料之間的粘結(jié)力、石膏基質(zhì)之間的鍵結(jié)力，也增強(qiáng)了護(hù)面紙與芯材的粘結(jié)，從而進(jìn)一步提高石膏制品的遇火穩(wěn)定性、抗壓縮強(qiáng)度等性能以及石膏制品的良好的加工性能。并且其融入板材之后，長鏈纖維和聚合結(jié)構(gòu)形態(tài)可以提高保水率，防止墻體在干燥過程中出現(xiàn)裂紋；并且能夠提高墻體強(qiáng)度，以及軟化系數(shù)。
其次，粘結(jié)砂漿產(chǎn)品的質(zhì)量以及本發(fā)明所要求的調(diào)濕功能，與最終的砂漿的孔隙通道相關(guān)，固定泡沫量攪拌速度和攪拌時(shí)間會(huì)影響泡沫漿料的均勻性，進(jìn)而影響砂漿的泡孔均勻性。因此進(jìn)一步搭配減水劑和引氣劑，其中減水劑摻入不僅具有良好的助磨作用，而且可顯著提高石膏顆粒和其他成分的吸附能力，改善石膏流變性和硬化體孔結(jié)構(gòu)。并且，本發(fā)明采用的減水劑優(yōu)選可為葡萄糖酸鈉或具有類似功能的其它外加劑組合而成。進(jìn)一步還搭配有松香類或磺酸鹽類引氣劑，使氣泡之產(chǎn)生微氣泡，降低表觀密度，提高抹灰砂漿的和易性，增加適用面積。最終這幾種功能添加劑搭配使用，可以使砂漿內(nèi)部形成細(xì)小的毛細(xì)管通道，有利于水汽與外界交換，從而增強(qiáng)調(diào)濕性能。
最終，本發(fā)明的砂漿的功能添加劑還有纖維和水泥，其中纖維為混合纖維，長度為3mm～6mm的木纖維或化學(xué)纖維混合，其比例為1：2～4；木纖維是由木質(zhì)化的增厚的細(xì)胞壁和具有細(xì)裂縫狀紋孔的纖維細(xì)胞所構(gòu)成的機(jī)械組織，是構(gòu)成木質(zhì)部的主要成分之一，是吸水而不溶于水的天然纖維，具有優(yōu)異的柔韌性、分散性；化學(xué)纖維比如尼龍纖維、玻璃纖維。這些纖維投入到砂漿后，在砂漿攪拌過程中，纖維單絲間的橫向連結(jié)經(jīng)砂漿自身的揉搓和摩擦作用而破壞，形成纖維單絲或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)充分張開，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)量眾多纖維均勻摻入混凝土中的效果，最終可以增強(qiáng)砂漿的抗裂性能和抗流掛性能等。最終，還補(bǔ)充添加有一定的水泥，優(yōu)選采用的水泥為42.5等級白水泥，搭配輔助少量的水泥，有助于優(yōu)化粘結(jié)性和提升防水性。
本發(fā)明在上述高性能石膏基板材粘結(jié)砂漿成分的基礎(chǔ)上，還進(jìn)一步提出一種制備石膏基板材粘結(jié)砂漿的方法，包括如下步驟：
s10，按照上述所描述的高性能石膏基板材粘結(jié)砂漿成分獲取原料；
s20，將原料中的緩凝劑、減水劑、保水劑、引氣劑、纖維、水泥按照上述規(guī)定比例混合均勻，得到功能添加劑；
s30，將石膏、石英砂、重鈣與步驟s20獲得的功能添加劑按照上述規(guī)定比例均勻混合，加水?dāng)嚢瓒伞?/p>
本發(fā)明的上述制備過程，以上述成分為基礎(chǔ)兩步法混勻，方法過程簡單且生成效率快周期短，并且最終制備的砂漿性能上具有良好抗收縮、調(diào)濕性能和較短的養(yǎng)護(hù)周期。
為使本發(fā)明上述高性能的石膏基板材粘結(jié)砂漿及制備過程的細(xì)節(jié)更利于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解和實(shí)施，以及突出本案制備得到的高性能的石膏基板材粘結(jié)砂漿的進(jìn)步性效果，以下通過具體的實(shí)施例來對本案的上述內(nèi)容進(jìn)行舉例說明。
實(shí)施例1
s10，將滿足上面所描述要求的市售購買的特定緩凝劑（蛋白質(zhì)石膏緩凝劑與腐殖酸類石膏緩凝劑的對半混合）、減水劑（葡萄糖酸鈉）、保水劑（羧甲基纖維素醚）、引氣劑（磺酸鈉）、纖維（木纖維）、水泥（42.5等級白水泥）按照1：1：2：0.5：0.5：2的重量比例混合均勻，得到功能添加劑；
s20，取gb/t9776-2008要求的建筑石膏、重鈣粉、石英砂、及步驟s10制備的功能添加劑按照40：60：10：2的比例均勻混合，加水?dāng)嚢琛?/p>
實(shí)施例2
s10，將滿足上面所描述要求的市售購買的特定緩凝劑（蛋白質(zhì)石膏緩凝劑與磷酸鈣的對半混合）、減水劑（葡萄糖酸鈉）、保水劑（羧丙基甲基纖維素醚）、引氣劑（磺酸鈉）、纖維（木纖維和尼龍纖維按1：3混合）、水泥（42.5等級白水泥）按照1：1.5：4：1：1：4的重量比例混合均勻，得到功能添加劑；
s20，取gb/t9776-2008要求的建筑石膏、重鈣粉、石英砂、及步驟s10制備的功能添加劑按照20：50：8：1的比例均勻混合，加水?dāng)嚢琛?/p>
進(jìn)一步為了驗(yàn)證本發(fā)明制備得到的石膏基輕質(zhì)節(jié)能板產(chǎn)品品質(zhì)，按照國標(biāo)進(jìn)行各項(xiàng)性能測試，結(jié)果如下表：
從上述測試的各項(xiàng)重要指標(biāo)可以看出，尤其是強(qiáng)度和收縮率，相比之下本發(fā)明產(chǎn)品具有更好的密實(shí)性和綜合性能，可以很好地解決目前收縮開裂；并且在實(shí)施中，在不同環(huán)境下進(jìn)行表面濕度測試，砂漿具有比較好的濕度調(diào)節(jié)性能，具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。