外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆及其制备方法

摘要

本发明外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆，按照质量百分比由以下原料组成：25-35%水泥、15-25%玻化微珠、8-15%石英粉、5-10%粉煤灰漂珠、1-5%珍珠岩、5-15%橡胶颗粒、3-10%偏高岭土、1.0-1.5%胶粉、0.1-0.3%减水剂、0.2-0.5%抗裂纤维、0.2-0.4%纤维素醚，上述各组份质量百分比之和为100%；上述干粉砂浆的制备方法为：将称取的上述各原料搅拌混合而得；使用方法：将水与干粉砂浆按质量比4-5:4的比例搅拌混合。本发明将橡胶加入水泥基抗裂防护干粉砂浆中，改善了水泥基防护砂浆材料的脆性，解决了现有抹面砂浆易开裂及耐久性差的问题，真正实现保温、抗裂功能。

说明书

技术领域

本发明属于建筑外墙材料技术领域，具体涉及一种外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆，本发明还涉及该干粉砂浆的制备方法。

背景技术

建筑外墙外保温系统能够带来出色的节能效果和舒适的生活环境，因此人们对于该系统的长期性能给予很高的关注。外墙外保温系统防护层采用的防护砂浆多为脆性的水泥基材料，比重大、导热系数高，蓄热值高；而保温板为有机保温材料，其密度小质地柔软变形大，在长期冷热、冷湿循环、各种应力反复、太阳辐射、雨水腐蚀等外界侵蚀下，会出现开裂、脱落、粉化、保温隔热效果变差等问题，目前还没有一个工程满足耐久年限，更甚刚完工的外保温系统在高温环境中，突降大雨，保温材料与抹面防护砂浆在近50度的温差导致的应力应变作用下产生开裂。众多的研究、生产方对水泥基聚合物进行改性得到了控裂效果，但是应用在保温绝热材料表面还是无法有效解决开裂问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆，解决了现有外墙外保温用干粉砂浆制成的抹面砂浆易开裂及耐久性差的问题。

本发明的第二个目的是提供上述干粉砂浆的制备方法。

本发明的第三个目的是提供上述干粉砂浆的使用方法。

本发明所采用的技术方案是：外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆，按照质量百分比由以下原料组成：25%-35%水泥、15%-25%玻化微珠、8%-15%石英粉、5%-10%粉煤灰漂珠、1%-5%珍珠岩、5%-15%橡胶颗粒、3%-10%偏高岭土、1.0%-1.5%胶粉、0.1%-0.3%减水剂、0.2%-0.5%抗裂纤维、0.2%-0.4%纤维素醚，上述各组份质量百分比之和为100%。

本发明的特点还在于，

水泥为硅酸盐水泥，胶粉为柔性憎水胶粉，减水剂为聚羧酸减水剂。

抗裂纤维为聚丙烯腈纤维、纤维素醚为羟丙基甲基纤维素。

玻化微珠的粒度为0.5mm-5mm，石英粉的目数为300-1250目，粉煤灰漂珠的粒度为50μm-200μm，珍珠岩的目数为40-350目，橡胶颗粒的目数为10-150目，偏高岭土的粒度为0.02μm-100μm。

本发明所采取的第二种技术方案是，上述干粉砂浆的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：

首先按照质量百分比分别称取以下原料：25%-35%水泥、15%-25%玻化微珠、8%-15%石英粉、5%-10%粉煤灰漂珠、1%-5%珍珠岩、5%-15%橡胶颗粒、3%-10%偏高岭土、1.0%-1.5%胶粉、0.1%-0.3%减水剂、0.2%-0.5%抗裂纤维、0.2%-0.4%纤维素醚，上述各组份质量百分比之和为100%；

步骤2：

将步骤1称取的水泥、粉煤灰漂珠、胶粉、石英粉、珍珠岩、橡胶颗粒、偏高岭土、抗裂纤维、纤维素醚、减水剂投入无重力搅拌机中，设置搅拌主轴的转速，并开启高速飞刀搅拌一定时间后停止高速飞刀，然后降低搅拌主轴的转速至30转/分，投入玻化微珠，继续搅拌2-3min，即得到外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆。

本发明的特点还在于，

步骤1中水泥为硅酸盐水泥，胶粉为柔性憎水胶粉，减水剂为聚羧酸减水剂。

步骤1中抗裂纤维为聚丙烯腈纤维、纤维素醚为羟丙基甲基纤维素。

步骤1中玻化微珠的粒度为0.5mm-5mm，石英粉的目数为300-1250目，粉煤灰漂珠的粒度为50μm-200μm，珍珠岩的目数为40-350目，橡胶颗粒的目数为10-150目，偏高岭土的粒度为0.02μm-100μm。

步骤2中搅拌主轴转速为50转/分，高速飞刀转速为1440转/分、搅拌时间3-5min。

本发明所采取的第三种技术方案是，上述干粉砂浆的使用方法，先将水加入卧式砂浆搅拌机中，然后按照水与干粉砂浆的质量比4-5:4的比例缓慢加入干粉砂浆，以10转/分的转速搅拌5-10分钟即可。

本发明的有益效果是：本发明外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆，将橡胶颗粒加入水泥基抗裂防护干粉砂浆中，对其进行改性，不同粒径的橡胶颗粒作为一种高分子弹性固体颗粒从细观和微观处改善水泥结构，从而实现抹面砂浆宏观性能的功能，克服目前水泥基砂浆材料固有的脆性属性，解决了现有外墙外保温用干粉砂浆制成的抹面砂浆易开裂及耐久性差的问题，实现真正意义上的保温、隔热、抗裂的高性能、多功能外保温专用隔热抗裂抹面砂浆。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆，按照质量百分比由以下原料组成：25%-35%硅酸盐水泥、15%-25%粒度为0.5mm-5mm的玻化微珠、8%-15%的300-1250目石英粉、5%-10%粒度为50μm-200μm的粉煤灰漂珠、1%-5%的40-350目珍珠岩、5%-15%的10-150目橡胶颗粒、3%-10%粒度为0.02μm-100μm的偏高岭土、1.0%-1.5%德国瓦克5048H柔性增水胶粉、0.1%-0.3%聚羧酸减水剂、0.2%-0.5%聚丙烯腈纤维、0.2%-0.4%羟丙基甲基纤维素，上述各组份质量百分比之和为100%。

上述干粉砂浆的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：

首先按照质量百分比分别称取以下原料：25%-35%硅酸盐水泥、15%-25%粒度为0.5mm-5mm的玻化微珠、8%-15%的300-1250目石英粉、5%-10%粒度为50μm-200μm的粉煤灰漂珠、1%-5%的40-350目珍珠岩、5%-15%的10-150目橡胶颗粒、3%-10%粒度为0.02μm-100μm的偏高岭土、1.0%-1.5%德国瓦克5048H柔性增水胶粉、0.1%-0.3%聚羧酸减水剂、0.2%-0.5%聚丙烯腈纤维、0.2%-0.4%羟丙基甲基纤维素，上述各组份质量百分比之和为100%；

步骤2：

将步骤1称取的硅酸盐水泥、粉煤灰漂珠、德国瓦克5048H柔性增水胶粉、石英粉、珍珠岩、橡胶颗粒、偏高岭土、聚丙烯腈纤维、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸减水剂投入无重力搅拌机中，设置搅拌主轴的转速为50转/分，并开启高速飞刀以1440转/分的转速搅拌3-5min后停止高速飞刀，然后降低搅拌主轴的转速至30转/分，投入玻化微珠，继续搅拌2-3min，即得到外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆。

上述干粉砂浆的使用方法为：先将水加入卧式砂浆搅拌机中，然后按照水与干粉砂浆的质量比4-5:4的比例缓慢加入干粉砂浆，以10转/分的转速搅拌5-10分钟即可。

橡胶具有高强度、高弹性以及抗老化性能力好，引入橡胶颗粒对保温防护砂浆进行改性，改善了水泥基防护砂浆材料的脆性，解决了引起保温系统开裂的主要问题，并且实现了对汽车废旧轮胎的有效合理再利用，减少了环境污染。

本发明外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆，通过对保温板表面的防护砂浆的构成、温度场变化产生的应力、有机胶粉和助剂的耐老化性等各项理化性能及开裂机理系统分析计算、实验验证后，引入橡胶颗粒对防护砂浆进行改性，骨料采用轻集料类（玻化微珠、粉煤灰漂珠、珍珠岩），降低塑形收缩、提高热阻降低温差影响；采用不同粒度的橡胶颗粒作为耐久性优异的高强度弹性体填充于结构空间，降低水泥收缩，提高柔韧度和抗冲击性，经过耐久性试验（80次热雨试验、5次冻融试验）测试，不产生开裂，证明橡胶改性后的干粉砂浆制成的砂浆较目前传统的水泥基防护砂浆具有以下优点：导热系数低、热阻高、蓄热值小、强度相近、柔韧度和塑形复原大于保温材料温度应力、吸水率低、耐冻融性和耐老化性能优异，更为重要的是对整个系统的隔热保温功能具有增强提高作用，降低能耗。

实施例1

步骤1：

首先按照质量百分比分别称取以下原料：25%硅酸盐水泥、21%粒度为3mm的玻化微珠、18%的500目石英粉、10%粒度为100μm粉煤灰漂珠、5%的200目珍珠岩、12%的50目橡胶颗粒、7%粒度为50μm偏高岭土、1.5%德国瓦克5048H柔性增水胶粉、0.1%聚羧酸减水剂、0.2%聚丙烯腈纤维、0.2%羟丙基甲基纤维素，上述各组份质量百分比之和为100%；

步骤2：

将步骤1称取的硅酸盐水泥、粉煤灰漂珠、德国瓦克5048H柔性增水胶粉、石英粉、珍珠岩、橡胶颗粒、偏高岭土、聚丙烯腈纤维、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸减水剂投入无重力搅拌机中，设置搅拌主轴的转速为50转/分，并开启高速飞刀以1440转/分的转速搅拌3min后停止高速飞刀，然后降低搅拌主轴的转速至30转/分，投入玻化微珠，继续搅拌2min，即得到外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆。

使用时，先将40kg水加入卧式砂浆搅拌机中，然后缓慢加入40kg的干粉砂浆，以10转/分的转速搅拌7分钟即可。

实施例2

步骤1：

首先按照质量百分比分别称取以下原料：35%硅酸盐水泥、25%粒度为0.5mm的玻化微珠、14%的300目石英粉、5%粒度为50μm的粉煤灰漂珠、1%的40目珍珠岩、15%的100目橡胶颗粒、3%的粒度为100μm的偏高岭土、1%德国瓦克5048H柔性增水胶粉、0.3%聚羧酸减水剂、0.5%聚丙烯腈纤维、0.2%羟丙基甲基纤维素，上述各组份质量百分比之和为100%；

步骤2：

将步骤1称取的硅酸盐水泥、粉煤灰漂珠、德国瓦克5048H柔性增水胶粉、石英粉、珍珠岩、橡胶颗粒、偏高岭土、聚丙烯腈纤维、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸减水剂投入无重力搅拌机中，设置搅拌主轴的转速为50转/分，并开启高速飞刀以1440转/分的转速搅拌5min后停止高速飞刀，然后降低搅拌主轴的转速至30转/分，投入玻化微珠，继续搅拌3min，即得到外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆。

使用时，先将50kg水加入卧式砂浆搅拌机中，然后缓慢加入40kg的干粉砂浆，以10转/分的转速搅拌10分钟即可。

实施例3

步骤1：

首先按照质量百分比分别称取以下原料：35%硅酸盐水泥、15%粒度为5mm的玻化微珠、15%的800目石英粉、10%粒度为150μm的粉煤灰漂珠、3%的200目珍珠岩、10%的150目橡胶颗粒、10%的粒度为0.02μm的偏高岭土、1.5%德国瓦克5048H柔性增水胶粉、0.1%聚羧酸减水剂、0.2%聚丙烯腈纤维、0.2%羟丙基甲基纤维素，上述各组份质量百分比之和为100%；

步骤2：

将步骤1称取的硅酸盐水泥、粉煤灰漂珠、德国瓦克5048H柔性增水胶粉、石英粉、珍珠岩、橡胶颗粒、偏高岭土、聚丙烯腈纤维、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸减水剂投入无重力搅拌机中，设置搅拌主轴的转速为50转/分，并开启高速飞刀以1440转/分的转速搅拌4min后停止高速飞刀，然后降低搅拌主轴的转速至30转/分，投入玻化微珠，继续搅拌3min，即得到外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆。

使用时，先将45kg水加入卧式砂浆搅拌机中，然后缓慢加入40kg的干粉砂浆，以10转/分的转速搅拌5分钟即可。

实施例4

步骤1：

首先按照质量百分比分别称取以下原料：35%硅酸盐水泥、25%粒度为2mm的玻化微珠、8%的1250目石英粉、10%粒度为200μm的粉煤灰漂珠、5%的350目珍珠岩、5%的10目橡胶颗粒、10%粒度为10μm的偏高岭土、1.0%德国瓦克5048H柔性增水胶粉、0.2%聚羧酸减水剂、0.4%聚丙烯腈纤维、0.4%羟丙基甲基纤维素，上述各组份质量百分比之和为100%；

步骤2：

将步骤1称取的硅酸盐水泥、粉煤灰漂珠、德国瓦克5048H柔性增水胶粉、石英粉、珍珠岩、橡胶颗粒、偏高岭土、聚丙烯腈纤维、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸减水剂投入无重力搅拌机中，设置搅拌主轴的转速为50转/分，并开启高速飞刀以1440转/分的转速搅拌5min后停止高速飞刀，然后降低搅拌主轴的转速至30转/分，投入玻化微珠，继续搅拌2min，即得到外墙外保温用隔热防护干粉砂浆。

使用时，先将48kg水加入卧式砂浆搅拌机中，然后缓慢加入40kg的干粉砂浆，以10转/分的转速搅拌8分钟即可。

实施例5

步骤1：

首先按照质量百分比分别称取以下原料：32%硅酸盐水泥、21%粒度为4mm的玻化微珠、13%的1000目石英粉、8%粒度为180μm的粉煤灰漂珠、4%的300目珍珠岩、12%的30目橡胶颗粒、8%粒度为90μm的偏高岭土、1.3%德国瓦克5048H柔性增水胶粉、0.1%聚羧酸减水剂、0.4%聚丙烯腈纤维、0.2%羟丙基甲基纤维素，上述各组份质量百分比之和为100%；

步骤2：

将步骤1称取的硅酸盐水泥、粉煤灰漂珠、德国瓦克5048H柔性增水胶粉、石英粉、珍珠岩、橡胶颗粒、偏高岭土、聚丙烯腈纤维、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸减水剂投入无重力搅拌机中，设置搅拌主轴的转速为50转/分，并开启高速飞刀以1440转/分的转速搅拌4min后停止高速飞刀，然后降低搅拌主轴的转速至30转/分，投入玻化微珠，继续搅拌3min，即得到外墙外保温用隔热抗裂防护轻质干粉砂浆。

使用时，先将43kg水加入卧式砂浆搅拌机中，然后缓慢加入40kg的干粉砂浆，以10转/分的转速搅拌7分钟即可。

表1为不同橡胶颗粒添加量对干粉砂浆性能的影响，由表1可以看出，随着橡胶颗粒用量的增加，抗压强度和抗折强度会稍降低，反映了压折比及柔韧性好；收缩率降低表明抗裂性能增强，开裂指数较普通干粉砂浆降低24%以上。

表1不同橡胶颗粒添加量对得到的干粉砂浆性能的影响

本发明通过橡胶对轻质骨料进行改性，并通过科学合理的级配，隔热效果更佳突出，使用本发明实施例1干粉砂浆得到的抹面砂浆的导热系数为0.15W／（m·K），较之传统的砂浆导热系数0.93W／（m·K）降低了6倍；蓄热值由11.37W/(m·k)降至3.6W/(m·k)，降低了3倍；由于热阻的提高，辐射热对基层保温材料产生的温度差降至2-8度，温度应力减少2.36*10^-2，因温度应力导致的压应力开裂得到有效控制；本发明可以对外墙外保温体系提供热工补强，更加有效起到隔热作用，降低能耗。