一种用于外墙保温的气凝胶-玻化微珠复合砂浆的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于外墙保温的气凝胶‑玻化微珠复合砂浆的制备方法，采用本发明专利技术的二次分散混合法，可以使硅气凝胶和玻化微珠在砂浆内部合理分布，并形成无数细小又致密的空隙、孔洞，有利于导热系数的降低，提高整个墙体的保温功效，同时，本发明专利技术方法能使硅气凝胶和玻化微珠在砂浆体系内保存完整，不会被传统制备砂浆工艺破坏，硅气凝胶可充分发挥其纳米级孔隙的优异绝热性能，限制了气体的热传导并基本控制了对流的产生，又进一步保障了砂浆的保温性能。本发明专利技术的复合砂浆具有较好的和易性，易于施工操作，保温性能优异，吸水率低，可克服传统保温砂浆开裂、空鼓、轻骨料上浮的问题。

Preparation method of aerogel glazed hollow bead composite mortar for external wall insulation

【技术实现步骤摘要】
一种用于外墙保温的气凝胶-玻化微珠复合砂浆的制备方法
本专利技术涉及建筑节能环保材料
，具体涉及一种用于外墙保温的气凝胶-玻化微珠复合砂浆的制备方法。
技术介绍
为贯彻国家技术经济政策，节约资源，保护环境，推进可持续发展，2016年住建部发布了GB/T50378-2016《绿色建筑评价标准》修订版。其中评分加分项中指出，围护结构热工性能比国家现行有关建筑节能设计标准的规定高20％，或者供暖空调全年计算负荷降低幅度达到15％，可获取加分分值2分。由此可见，维护结构的节能是绿色建筑评价中不可忽视的重要考虑项。一般来说，建筑围护结构采用节能方法主要有两种：一是直接选用保温墙体结构；二是选用在墙体外层涂刷一层保温砂浆。比较而言，采用墙体外层涂刷保温砂浆施工简单，尤其是对于已有的建筑结构，其优势更加明显。因此，建筑外墙采用粉刷保温砂浆以保证建筑物节能性能的方法得到越来越多的应用。保温砂浆是以各种轻质材料为骨料，以水泥为胶凝材料，掺和一些改性添加剂，经搅拌混合而制成的一种预拌干粉砂浆，具有节能利废、保温隔热、耐老化的优异性能以及价格低廉、施工方便等特点，有着广泛的市场需求。目前市场上的保温砂浆种类繁多，较常见的有膨胀珍珠岩保温砂浆、玻化微珠保温砂浆等。但是，膨胀珍珠岩吸水率大、易粉化，砂浆后期易空鼓开裂。玻化微珠粒径较小，表面积大，级配范围窄，单一使用玻化微珠作保温骨料，需要较多的胶凝材料来包裹，造成砂浆的干密度较大，保温性能差。硅气凝胶是近年出现的新型的轻质纳米多孔性材料，是目前已知固体物质中最轻并且性能最好的隔热体，具有憎水性，其体积的90％以上都是由极微小的纳米孔洞。利用硅气凝胶与玻化微珠进行复合，可以形成较合理的颗粒级配，实现砂浆综合性能的优化。由此可研发出满足相关力学和耐久性方面性能要求，又满足低导热系数要求的新型复合骨料保温砂浆。
技术实现思路
为了解决现有技术中气凝胶-玻化微珠的保温砂浆的保温效果不理想的技术问题，本专利技术从制备方法上优化，而提供一种用于外墙保温的气凝胶-玻化微珠复合砂浆的制备方法。本专利技术通过以下技术方案实现：一种用于外墙保温的气凝胶-玻化微珠复合砂浆的制备方法，采用二次分散混合法，包括如下步骤：(1)先称取可再分散乳胶粉和50％重量份的水泥和50％重量份的水，混合均匀形成浆料后，将硅气凝胶和玻化微珠通过第一次搅拌使其均匀分散在所述浆料中得到母料；(2)将步骤(1)的母料陈化24h，加入粉煤灰、抗裂纤维、甲基纤维素醚和剩余的水泥、水，形成水泥浆，加入聚羧酸减水剂使流动性达到要求，通过第二次搅拌后使所述母料和水泥浆混合均匀，得到一种用于外墙保温的气凝胶-玻化微珠复合砂浆；所述气凝胶-玻化微珠复合砂浆包括如下重量份的组分：水泥260～440，粉煤灰52～90，可再分散乳胶粉6～12，抗裂纤维0.8～1.6，甲基纤维素醚1.8～3.2，水125～210，聚羧酸减水剂14～16；还包括保温复合骨料，所述保温复合骨料占所述复合砂浆总体积的50％～70％；所述保温复合骨料由硅气凝胶和玻化微珠组成，所述硅气凝胶占所述保温复合骨料总体积的32％-38％，其余为玻化微珠。在母料制备阶段，水泥和乳胶粉溶于水形成胶液，可将各个骨料硅气凝胶、玻化微珠颗粒均匀分散，并牢牢地被固定在砂浆内部，随后用余下部分组分组成的水泥浆将母料进行包裹，尽可能减轻搅拌对硅气凝胶、玻化微珠这两者骨料造成的破损。进一步地，所述第一次搅拌的条件为手动搅拌或低于50转/min的机械搅拌；所述第二次搅拌的条件为在125转/min的机械搅拌下搅拌180s。进一步地，所述保温复合骨料占所述复合砂浆总体积的60％，所述硅气凝胶占所述保温复合骨料总体积的35％。进一步地，所述硅气凝胶粒径范围为0.5～4mm，密度为40～100kg/m3；所述的玻化微珠粒径范围为0.5～1.5mm。作为保温骨料之一的硅气凝胶密度极低，在40～100kg/m3范围内，能够减轻建筑荷载；同时对硅气凝胶颗粒的粒径和玻化微珠的粒径都做了筛分控制，使充当骨料的这两种材料间可以达到一个良好的级配，拌制砂浆具有较好的和易性，易于施工操作。进一步地，所述可再分散乳胶粉为聚乙烯醇胶粉；所述的抗裂纤维为聚丙烯纤维，其长度为5～12mm；所述的甲基纤维素醚为甲基羟乙基纤维素醚。可再分散乳胶粉能增强砂浆的柔韧性，提高砂浆的内聚力和粘结性，此外，在与砂浆进行拌和时，由于乳胶粉颗粒溶于水后形成乳胶液，在颗粒间存在润滑效应，使得各种颗粒可以在水泥浆体中均匀分散，改善砂浆工作性。进一步地，所述聚羧酸减水剂的用量以使所述砂浆的维勃稠度达到70～85mm的流动性。所述复合砂浆最终用于建筑外墙，稠度反映了砂浆的和易性，施工中进行涂抹砂浆，如果砂浆稠度低则流动性差，施工过程中根本无法将其在墙上均匀推抹开，导致施工性能较差。有益技术效果：本专利技术涉及一种用于外墙保温的气凝胶-玻化微珠复合砂浆的制备方法，通过对硅气凝胶及玻化微珠的粒径进行筛分控制，使充当骨料的这两种材料间可以达到一个良好的级配，使所制得的复合砂浆保温性能优异，吸水率低，可克服传统保温砂浆开裂、空鼓问题。采用本专利技术的二次分散混合法，通过将硅气凝胶和玻化微珠低速搅拌均匀分散在部分水泥、水和可再分散乳胶粉形成的浆料中得到母料，再将余下的组分与母料混合，得到所述复合砂浆，本专利技术方法可以使硅气凝胶和玻化微珠在砂浆内部合理分布，并形成无数细小又致密的空隙、孔洞，有利于导热系数的降低，提高整个墙体的保温功效，同时，硅气凝胶和玻化微珠在砂浆体系内保存完整，不会被传统制备砂浆工艺破坏，硅气凝胶可充分发挥其纳米级孔隙的优异绝热性能，限制了气体的热传导并基本控制了对流的产生，又进一步保障了砂浆的保温性能。本专利技术方法还克服了传统方法制备过程中气凝胶和玻化微珠由于极轻会“上浮”的问题，使轻骨料始终均匀的分散并固结于砂浆体系中，进而使砂浆拌合物的均匀性得到保障，满足规范中砂浆的和易性和施工性的要求。附图说明图1为本专利技术实施例2制得的保温砂浆放大500倍的扫描电子显微镜图。具体实施方式以下结合具体实施例进一步描述本专利技术，但不限制本专利技术范围。实施例1一种用于外墙保温的气凝胶-玻化微珠复合砂浆，包括如下组分：水泥435.08g，粉煤灰87.02g，聚乙烯醇胶粉10.44g，聚丙烯纤维1.57g，甲基羟乙基纤维素醚3.13g，水208.84g，聚羧酸减水剂15.67g；还包括保温复合骨料，所述保温复合骨料占所述复合砂浆总体积的50％；所述保温复合骨料由硅气凝胶和玻化微珠组成，所述硅气凝胶占所述保温复合骨料总体积的35％，硅气凝胶用量134mL，玻化微珠占所述保温复合骨料总体积的65％，玻化微珠用量250mL。实施例2一种用于外墙保温的气凝胶-玻化微珠复合砂浆，包括如下组分：水泥384.06g，粉煤灰69.61g，聚乙烯醇胶粉8.35g，聚丙烯纤维1.25g，甲基羟乙基纤维素醚2.51g，水167.07g，聚羧酸减水剂12.53g；还包括保温复合骨料，所述保温复合骨料占所述复合砂浆总体积的60％；所述保温复合骨料由硅气凝胶和玻化微珠组成，所述硅气凝胶占所述保温复合骨料总体积的35％，硅气凝胶用量161mL，玻化微珠占所述保温复合骨料总体积的65％，玻化微珠用量300m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于外墙保温的气凝胶‑玻化微珠复合砂浆的制备方法，其特征在于，所述制备方法为二次分散混合法，包括如下步骤：(1)先称取可再分散乳胶粉和50％重量份的水泥和50％重量份的水，混合均匀形成浆料后，将硅气凝胶和玻化微珠通过第一次搅拌使其均匀分散在所述浆料中得到母料；(2)将步骤(1)的母料陈化24h，加入粉煤灰、抗裂纤维、甲基纤维素醚和剩余的水泥、水，形成水泥浆，加入聚羧酸减水剂使流动性达到要求，通过第二次搅拌后使所述母料和水泥浆混合均匀，得到一种用于外墙保温的气凝胶‑玻化微珠复合砂浆；所述气凝胶‑玻化微珠复合砂浆包括如下重量份的组分：水泥260～440，粉煤灰52～90，可再分散乳胶粉6～12，抗裂纤维0.8～1.6，甲基纤维素醚1.8～3.2，水125～210，聚羧酸减水剂14～16；还包括保温复合骨料，所述保温复合骨料占所述复合砂浆总体积的50％～70％；所述保温复合骨料由硅气凝胶和玻化微珠组成，所述硅气凝胶占所述保温复合骨料总体积的32％‑38％，其余为玻化微珠。

【技术特征摘要】
1.一种用于外墙保温的气凝胶-玻化微珠复合砂浆的制备方法，其特征在于，所述制备方法为二次分散混合法，包括如下步骤：(1)先称取可再分散乳胶粉和50％重量份的水泥和50％重量份的水，混合均匀形成浆料后，将硅气凝胶和玻化微珠通过第一次搅拌使其均匀分散在所述浆料中得到母料；(2)将步骤(1)的母料陈化24h，加入粉煤灰、抗裂纤维、甲基纤维素醚和剩余的水泥、水，形成水泥浆，加入聚羧酸减水剂使流动性达到要求，通过第二次搅拌后使所述母料和水泥浆混合均匀，得到一种用于外墙保温的气凝胶-玻化微珠复合砂浆；所述气凝胶-玻化微珠复合砂浆包括如下重量份的组分：水泥260～440，粉煤灰52～90，可再分散乳胶粉6～12，抗裂纤维0.8～1.6，甲基纤维素醚1.8～3.2，水125～210，聚羧酸减水剂14～16；还包括保温复合骨料，所述保温复合骨料占所述复合砂浆总体积的50％～70％；所述保温复合骨料由硅气凝胶和玻化微珠组成，所述硅气凝胶占所述保温复合骨料总体积的32％-38％，其余为玻化微珠。2.根据权利要求1所述的一种用于外墙保温的气凝胶-玻化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王怡人，张志军，
申请(专利权)人：常州大学怀德学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32