一种钢管束剪力墙的磷石膏基防火抹面砂浆

摘要

本发明属于房屋建筑材料领域，公开了一种钢管束剪力墙的磷石膏基防火抹面砂浆，包括磷石膏胶凝材料、轻骨料及外加剂，所述磷石膏胶凝材料、轻骨料与外加剂的质量比为85～90:10～15:1～2.3。本发明通过上述技术方案，以工业废弃物磷石膏生产的半水石膏作为主要胶凝材料且掺量大于85％，使大宗固体废弃物磷石膏得到有效利用；产品具备防火涂料和抹灰砂浆双重功能，在施工后对钢结构剪力墙的防火和装饰一并完成。

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管束剪力墙的磷石膏基防火抹面砂浆，具体是用在钢结构装配式建筑中钢管束剪力墙内墙面的防火抹面砂浆，属于房屋建筑材料领域。

背景技术

在钢结构装配式建筑中，钢管束组合住宅体系已经得到广泛应用，该结构的基本竖向构件为钢管束组合剪力墙，其大面积的钢结构表面需要防火与装饰。目前常用的方法是粘贴加气混凝土薄板作为防火隔热层，实践证明，该方法工序复杂、整体性差且造价较高。

发明内容

本发明的防火隔热砂浆以磷石膏生产的半水石膏为主要胶凝材料，配以无机轻骨料和耐火纤维，既具备轻质抹灰石膏的施工与装饰性能，又具有钢结构防火涂料相应的理化指标。本发明为一种磷石膏基防火隔热砂浆，涂覆于钢管束组合剪力墙内墙，形成一个整体，使防火隔热装饰一并完成。

本发明提供的技术方案如下：

一种钢管束剪力墙的磷石膏基防火抹面砂浆，包括磷石膏胶凝材料、轻骨料及外加剂，所述磷石膏胶凝材料、轻骨料与外加剂的质量比为85～90:10～15:1～2.3。

进一步的，所述外加剂包括高温粘合剂、缓凝剂、流变剂、保水剂、玄武岩纤维、可再分散性乳胶粉。

进一步的，高温粘合剂0.5～1％、缓凝剂0.15～0.2％、流变剂0.15～0.2％、保水剂0.25～0.3％、玄武岩纤维0.1～0.6％、可再分散性乳胶粉0～0.3％。

进一步的，外加剂组分占磷石膏胶凝材料的重量百分比为：高温粘合剂1％、缓凝剂0.2％、流变剂0.2％、保水剂0.3％、玄武岩纤维0.5％、可再分散性乳胶粉0.3％。

进一步的，所述高温粘合剂为粉状磷酸二氢铝，所述缓凝剂为植物蛋白石膏缓凝剂，所述流变剂为羟丙基淀粉醚，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素，所述可再分散性乳胶粉为醋酸乙烯-乙烯共聚乳胶粉。

进一步的，磷石膏胶凝材料占磷石膏胶凝材料与轻骨料总重量的比例≥85％。

进一步的，所述轻骨料为70目玻化微珠。

本发明还提供一种钢管束剪力墙的磷石膏基防火抹面砂浆制备方法，将磷石膏胶凝材料、轻骨料及外加剂按比例混合均匀，并防水包装。

本发明还提供一种钢管束剪力墙的磷石膏基防火抹面砂浆使用方法，按照料水重量比1：0.7-0.9将防火抹面砂浆干粉和水放入拌和机中拌和均匀后静置5分钟再次搅拌均匀。

进一步的，每次搅拌的浆料在2小时内使用完毕。

本发明所述砂浆的原料包括：胶凝材料(用磷石膏生产的半水石膏)和轻骨料(70目玻化微珠)以及多种外加剂(磷酸二氢铝高温粘合剂、玄武岩纤维、缓凝剂、流变剂、保水剂和可再分散性乳胶粉)，所采用的技术方案在于：

一)配方如下：

磷石膏胶凝材料：轻骨料：外加剂总量的质量比为85～90:10～15:1～2.3；

高温粘合剂0.5～1％、缓凝剂0.15～0.2％、流变剂0.15～0.2％、保水剂0.25～0.3％、玄武岩纤维0.1～0.6％、可再分散性乳胶粉0～0.3％；

外加剂分别为石膏质量的百分比为：高温粘合剂(粉状磷酸二氢铝)1％、缓凝剂(植物蛋白石膏缓凝剂)0.2％、流变剂(HPS羟丙基淀粉醚)0.2％、保水剂(HPMC羟丙基甲基纤维素)0.3％、玄武岩纤维0.5％、可再分散性乳胶粉(VAE醋酸乙烯-乙烯共聚乳胶粉)0.3％；

二)方法如下：

1)将胶凝材料(用磷石膏生产的半水石膏)和轻骨料(70目玻化微珠)以及各种外加剂(磷酸二氢铝高温粘合剂、玄武岩纤维、缓凝剂、流变剂、保水剂和可再分散性乳胶粉)按比例混合均匀，防水包装即为成品；

2)使用时根据施工方法(机械喷涂或人工抹灰)按照料水比：1：0.7-0.9重量比将防火砂浆干粉和水放入拌和机中拌和均匀后静置5分钟再次搅拌均匀后即可使用。每次搅拌的浆料须在2小时内使用完毕。

有益效果

本发明通过上述技术方案，以工业废弃物磷石膏生产的半水石膏作为主要胶凝材料且掺量大于百分之八十五，使大宗固体废弃物磷石膏得到有效利用；产品具备防火涂料和抹灰砂浆双重功能，既具备轻质抹灰石膏的施工与装饰性能，又具有钢结构防火涂料相应的理化指标，在施工后对钢结构剪力墙的防火和装饰一并完成。钢管束剪力墙是钢结构装配式建筑中一种全新的结构，本发明是针对其大面积金属墙面进行防火与装饰施工而研制的磷石膏基钢结构防火砂浆。

具体实施方式

实施例1：以100kg防火涂砂浆计算：

一)所需配方重量百分比如下：

石膏与轻骨料为9：1计，料水比为0.8计；外加剂分别为石膏质量的：高温粘合剂1％、、缓凝剂0.2％、流变剂0.2％、保水剂0.3％、玄武岩纤维0.5％、可再分散性乳胶粉0.3％；则各组分质量分别为：建筑石膏48.9kg、轻骨料5.4kg、磷酸二氢铝0.49kg、玄武岩纤维0.24kg、缓凝剂0.1kg、流变剂0.1kg、保水剂0.14kg、可再分散性乳胶粉0.14kg、水44.4kg。

二)方法如下：

1)将胶凝材料(用磷石膏生产的半水石膏)和轻骨料(70目玻化微珠)以及各种外加剂(磷酸二氢铝高温粘合剂、玄武岩纤维、缓凝剂、流变剂、保水剂和可再分散性乳胶粉)按比例混合均匀，防水包装即为成品；

2)使用时根据施工方法(机械喷涂或人工抹灰)按照料水比：1：0.8重量比将防火砂浆干粉和水放入拌和机中拌和均匀后静置5分钟再次搅拌均匀后即可使用。每次搅拌的浆料须在2小时内使用完毕。

实施例2：以250kg防火涂砂浆计算：

一)所需配方重量百分比如下：

石膏与轻骨料为9：1计，料水比为0.8计；外加剂分别为石膏质量的：高温粘合剂1％、、缓凝剂0.2％、流变剂0.2％、保水剂0.3％、玄武岩纤维0.5％、可再分散性乳胶粉0.3％；则各组分质量分别为：建筑石膏122.25kg、轻骨料13.5kg、磷酸二氢铝1.225kg、玄武岩纤维0.6kg、缓凝剂0.25kg、流变剂0.25kg、保水剂0.35kg、可再分散性乳胶粉0.35kg、水111kg。

二)方法如下：

1)将胶凝材料(用磷石膏生产的半水石膏)和轻骨料(70目玻化微珠)以及各种外加剂(磷酸二氢铝高温粘合剂、玄武岩纤维、缓凝剂、流变剂、保水剂和可再分散性乳胶粉)按比例混合均匀，防水包装即为成品；

2)使用时根据施工方法(机械喷涂或人工抹灰)按照料水比：1：0.8重量比将防火砂浆干粉和水放入拌和机中拌和均匀后静置5分钟再次搅拌均匀后即可使用。每次搅拌的浆料须在2小时内使用完毕。

实施例3：以750kg防火涂砂浆计算：

一)所需配方重量百分比如下：

石膏与轻骨料为9：1计，料水比为0.8计；外加剂分别为石膏质量的：高温粘合剂1％、、缓凝剂0.2％、流变剂0.2％、保水剂0.3％、玄武岩纤维0.5％、可再分散性乳胶粉0.3％；则各组分质量分别为：建筑石膏366.75kg、轻骨料40.5kg、磷酸二氢铝3.675kg、玄武岩纤维1.8kg、缓凝剂0.75kg、流变剂0.75kg、保水剂1.05kg、可再分散性乳胶粉1.05kg、水333kg。

二)方法如下：

1)将胶凝材料(用磷石膏生产的半水石膏)和轻骨料(70目玻化微珠)以及各种外加剂(磷酸二氢铝高温粘合剂、玄武岩纤维、缓凝剂、流变剂、保水剂和可再分散性乳胶粉)按比例混合均匀，防水包装即为成品；

2)使用时根据施工方法(机械喷涂或人工抹灰)按照料水比：1：0.8重量比将防火砂浆干粉和水放入拌和机中拌和均匀后静置5分钟再次搅拌均匀后即可使用。每次搅拌的浆料须在2小时内使用完毕。

实施例3：以1500kg防火涂砂浆计算：

一)所需配方重量百分比如下：

石膏与轻骨料为9：1计，料水比为0.8计；外加剂分别为石膏质量的：高温粘合剂1％、、缓凝剂0.2％、流变剂0.2％、保水剂0.3％、玄武岩纤维0.5％、可再分散性乳胶粉0.3％；则各组分质量分别为：建筑石膏733.5kg、轻骨料81kg、磷酸二氢铝7.35kg、玄武岩纤维3.6kg、缓凝剂1.5kg、流变剂1.5kg、保水剂2.1kg、可再分散性乳胶粉2.1kg、水666kg。

二)方法如下：

1)将胶凝材料(用磷石膏生产的半水石膏)和轻骨料(70目玻化微珠)以及各种外加剂(磷酸二氢铝高温粘合剂、玄武岩纤维、缓凝剂、流变剂、保水剂和可再分散性乳胶粉)按比例混合均匀，防水包装即为成品；

2)使用时根据施工方法(机械喷涂或人工抹灰)按照料水比：1：0.8重量比将防火砂浆干粉和水放入拌和机中拌和均匀后静置5分钟再次搅拌均匀后即可使用。每次搅拌的浆料须在2小时内使用完毕。

本发明所经的实施例试样经检测耐火极限≥3h、粘接强度≥0.04MPa、抗压强度≥0.3MPa(执行标准GB14907-2018《钢结构防火涂料》)；初凝时间≥1h、终凝时间≤8h、保水率≥60、体积密度≤500kg/m

实施例4

将本发明所述的磷石膏基防火砂浆与加气混凝土板性能进行对比，结果如下：

表1磷石膏基防火砂浆与加气混凝土板性能对比

从表1可以看出，磷石膏基防火砂浆取代加气混凝土板从技术上讲，减轻了结构荷载、提高了隔热性能、增加了使用面积，提高了防火层的整体性，消除了板块接缝处的薄弱环节，便于机械化施工。防火石膏砂浆机械喷涂的效率是加气混凝土粘贴施工的10倍，可节省大量的人工成本。

实施例5将本发明所述的磷石膏基防火砂浆与传统钢结构防火涂料比较，结果如下：

表2本发明与传统钢结构防火涂料性能对比

从表2可以看出，达到相同的防火效果，磷石膏基防火砂浆的成本仅为传统防火涂料的1/3-1/4。

实施例6

本发明在充分试验的基础上，确定磷石膏胶凝材料：轻骨料：外加剂总量的质量比＝85-90:10-15:1-2.3。

按照防火涂料的国家标准，设计防火砂浆配方实验。

要求抗压强度≧0.3Mpa、粘接强度≧0.04Mpa、体积密度≦500kg/m3

表3：不同配比的强度与体积密度

从表3可见，1号试样粘接强度不达标、4号试样体积密度超标。而采用磷石膏胶凝材料：轻骨料：外加剂总量的质量比＝85-90:10-15:1-2.3可以达到较好的技术效果。