玻化微珠保温砂浆性能优化研究

摘要

近年来，我国建筑行业的迅猛发展，使得建筑节能成为一个热点问题，保温材料的研究备受关注。为了解决能源浪费、改善居住环境，制备性能优异的保温隔热材料已经迫在眉睫。无机保温砂浆作为一种新型外墙保温材料，与传统有机保温材料相比虽具有独特的优越性，但仍有部分性能需进一步优化，如导热系数高、吸水率大。
　　本研究以水泥、粉煤灰和熟石灰为胶凝材料，使用玻化微珠做为保温骨料，掺入纤维素醚和可再分散性乳胶粉等外加剂，辅助以聚丙烯短纤维为增强材料，制备玻化微珠保温砂浆。在此基础上，利用发泡技术，制备高性能玻化微珠泡沫保温砂浆；通过对普通玻化微珠保温砂浆憎水改性以改善保温砂浆的长期性能。
　　试验结果表明：搅拌时间对保温砂浆性能影响显著，在本实验条件下，砂浆搅拌时间以3min为宜；粉煤灰等质量取代水泥，可以增加砂浆流动性，降低其表观密度，但需控制掺量，不应超过20％；掺入少量熟石灰粉做为胶凝材料，可以明显改善砂浆工作性，对增加砂浆保温性能也有一定帮助；乳胶粉可明显提高保温砂浆的抗折强度及粘接强度，乳胶粉掺量为2%时，砂浆粘接强度与抗折强度显著改善；纤维素醚起保水增稠的作用，防止砂浆泌水、离析，纤维素醚掺量为0.5%时，砂浆保水效果优良；聚丙烯纤维最优掺量为0.6%。
　　试验中亦取得胶凝材料与玻化微珠最佳质量体积比（kg/L）为1:8，通过以上搅拌工艺与配合比优化，制备的普通玻化微珠保温砂浆满足《建筑保温砂浆》GB/T20473-2006中Ⅱ型保温砂浆的要求。
　　试验研究了两种发泡技术对玻化微珠保温砂浆性能的影响，两种玻化微珠保温砂浆的制备方式分别为：混合发泡法和预发泡法。研究表明，两种发泡方式制备的玻化微珠泡沫保温砂浆，胶凝材料与玻化微珠质量体积比（kg/L）为1:6及1:8时，都可以满足《建筑保温砂浆》GB/T20473-2006中Ⅰ型保温砂浆的要求。与普通玻化微珠保温砂浆相比，泡沫保温砂浆的流动性增大，表观密度大幅降低，保温性能显著提高。本研究中泡沫保温砂浆导热系数最低达到0.049W/(m·K)，远低于标准中要求的0.07W/(m·K)。
　　通过外涂有机硅乳液型憎水剂、内掺可再分散硅烷基憎水剂以及外涂-内掺复合处理等方法对普通玻化微珠保温砂浆的憎水性能进行改性。外涂憎水剂处理后，在保温砂浆表面形成一层憎水膜，表面不会被水润湿，且不影响砂浆强度，乳液型憎水剂稀释倍数宜取10倍；内掺憎水剂，保温砂浆的吸水率随着憎水剂掺量的增加而降低，保温砂浆体积吸水率最大降低了12%；外涂憎水剂稀释倍数为10倍，内掺憎水剂掺量为0.5%，外涂-内掺复合处理对保温砂浆的憎水性能改善效果更显著，且长期性能优异，270d体积吸水率较28d明显降低。

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1 绪 论

1.1 建筑节能的意义与要求

1.2 建筑保温材料的分类与应用现状

1.3 无机保温砂浆的研究与应用现状

1.4 本课题研究目的及内容

2 原材料及试验方法

2.1 原材料

2.2 仪器设备

2.3 试验方法

3 普通玻化微珠保温砂浆制备及性能

3.1 搅拌时间对保温砂浆性能的影响

3.2 玻化微珠掺量对保温砂浆性能的影响

3.3 粉煤灰掺量对保温砂浆性能的影响

3.4 熟石灰掺量对保温砂浆性能的影响

3.5 胶粉掺量对保温砂浆性能的影响

3.6 纤维素醚掺量对保温砂浆性能的影响

3.7 聚丙烯纤维掺量对保温砂浆性能的影响

3.8 普通玻化微珠保温砂浆配制及性能测试

3.9 本章小结

4 玻化微珠泡沫保温砂浆制备与性能

4.1 混合搅拌法制备泡沫保温砂浆

4.2 预发泡法制备泡沫保温砂浆

4.3 玻化微珠泡沫保温砂浆配制及性能测试

4.4 小结

5 玻化微珠保温砂浆憎水处理及其性能

5.1 外涂憎水剂对保温砂浆性能的影响

5.2 内掺憎水剂对保温砂浆性能的影响

5.3 憎水复合处理对保温砂浆吸水率的影响

5.4 憎水复合处理后保温砂浆的长期性能研究

5.5 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读硕士学位期间申请专利