一种耐碱隔热水泥砂浆制造技术

本发明专利技术涉及水泥砂浆技术领域，具体为一种耐碱隔热水泥砂浆。本发明专利技术制得了一种气凝胶改性玻璃纤维，其通过在凝胶过程中将玻璃纤维加入，并控制反应条件，使得二氧化硅气凝胶以玻璃纤维为核生长，得到了耐碱、隔热、力学性能优异的气凝胶改性玻璃纤维。本发明专利技术进一步将制得的气凝胶改性玻璃纤维添加到水泥砂浆中，提升了其耐碱、隔热性能，得到了一种耐碱隔热水泥砂浆。砂浆。

【技术实现步骤摘要】
一种耐碱隔热水泥砂浆


[0001]本专利技术涉及水泥砂浆
，具体为一种耐碱隔热水泥砂浆。

技术介绍

[0002]近几十年来，随着社会不断的进步发展，能源的需求量不断增大，能源危机问题也越来越受到关注。建筑行业的能源消耗约占总能耗的40％，我国人口众多建筑规模庞大，因此降低建筑的能源消耗，提高建筑的能源使用效率迫在眉睫。对建筑进行保温隔热降低建筑能量流失提高建筑能源利用效率，是降低建筑能耗最有效的方法之一。
[0003]根据混凝土的制备过程可知，成型的混凝土中是由固相的水泥基和封闭的气孔组成。热量在混凝土中的传递方式包括四种，即固相水泥基中的热传导、封闭气孔中的气体的热传导、封闭气孔中气体对流传热、封闭气孔内水泥基表面之间的辐射换热。孔径尺寸小于4mm时内部空气的对流换热忽略不计。根据Stefan
‑
Boltzman辐射定律可知封闭气孔内水泥基表面之间的辐射换热忽略不计。因此，混凝土中热量传递方式主要是固相水泥基之间的热传导和封闭气孔内空气的热传导。由以上分析可知混凝土的保温隔热性能主要取决于水泥基和气孔的体积比，并且其内部的孔洞尺寸、孔洞形状和空洞相互之间的联通情况等因素也有一定程度的影响。而气凝胶作为一种新型的保温材料，其能够很好的降低固相水泥基之间的热传导和封闭气孔内空气的热传导。
[0004]气凝胶保温材料具有超低导热系数，超高空隙率、比表面积，超强的疏水性能，强吸声和减震等特点，它可以很好的应用于的隔热保温领域，因此气凝胶被作为保温材料有大量研究。但是，由于纯的气凝胶力学强度低易碎，并且制备成本较高。所以，将气凝胶与其它材料复合用以改善其力学强度降低其使用成本是目前研究的重点之一。近年来，气凝胶作为骨料制备出轻质的气凝胶混凝土，其密度在1000kg/m3，导热系数在0.26W/(m
·
K)，Serina等人在《Experimental investigations of aerogel
‑
incorporated ultra
‑
high performance concrete》研究了不同的气凝胶添加量对气凝胶混凝土导热系数的影响，在气凝胶的含量为50vol％时导热系数为0.55W/(m
·
K)。可见，加入一定量的气凝胶可以有效降低混凝土的密度和导热系数。但目前的气凝胶混凝土也存在密度过大(>500kg/m3)，导热系数过高(>0.10W/(m
·
K))的问题，而且气凝胶混凝土中气凝胶含量较大，造价较高。
[0005]玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，以石英等矿材作为原料，经高温熔制、拉丝、络纱、织布等手段成型。玻璃纤维的单丝直径可达微米级别。玻璃纤维往往具有良好的绝缘性、很强的耐热性、良好的抗腐蚀性，较高的力学强度等优势，可作为辅助增强材料而用于水泥混凝土的原料体系中，在形成稳定复杂的交联结构后提高混凝土的稳定性。但是，现有技术中的玻璃纤维往往存在着在水泥基体中会发生侵蚀、脆化甚至开裂破坏等隐患，因此极其需要对现有的玻璃纤维制备手段进行改善处理，并且对水泥基体进行抗碱侵蚀性能提升，从而阻止混凝土遭受物理、化学侵蚀。
[0006]因此，本专利技术认为，如果能够将气凝胶和玻璃纤维的优点结合，并互相弥补其缺点，则能够很好的改善建筑用混凝土的隔热、耐碱及力学性能。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供了一种耐碱隔热水泥砂浆，按质量份计，包括以下原料：40.4
‑
52份干料、50
‑
60份骨料、18
‑
21份水。
[0008]所述干料包括以下原料：按质量份计，35
‑
40份水泥、5
‑
10份气凝胶改性玻璃纤维、0.2
‑
1份减水剂、0.2
‑
1份硅酸钠。
[0009]所述水泥为硅酸盐水泥P.I、硅酸盐水泥P.II、复合硅酸盐水泥P.C中至少一种。
[0010]所述骨料为细骨料，含水率小于等于2wt％。
[0011]所述减水剂为萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂中的至少一种；优选的，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。
[0012]所述气凝胶改性玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1按质量份计，将20
‑
40份玻璃纤维粉浸入90
‑
100份3
‑
5wt％的氢氧化钠水溶液中，以200
‑
300r/min转速搅拌20
‑
30min，经过滤、洗涤、干燥，得到碱处理玻璃纤维；
[0014]S2按质量份计，将10
‑
20份正硅酸四乙酯、80
‑
90份75wt％的乙醇水溶液混合，然后用10
‑
14wt％的盐酸调节pH值至3.0
‑
4.0，再置于35
‑
45℃下静置2
‑
3h，得到硅溶胶；
[0015]S3按质量份计，将2
‑
4份二甲基甲酰胺、20
‑
40份步骤S1制得的碱处理玻璃纤维粉、60
‑
80份步骤S2制得的硅溶胶混合，然后以6000
‑
8000r/min转速分散10
‑
20min，再用三乙胺调节pH值至8.0
‑
9.0，以60
‑
80r/min转速搅拌反应20
‑
40min，然后置于30
‑
40℃下凝胶化14
‑
16h，得到湿凝胶纤维；
[0016]S4将湿凝胶纤维、无水乙醇按浴比1g：(5
‑
10)mL混合并老化12
‑
24h，然后取出凝胶，在80
‑
100℃下干燥12
‑
24h，冷却至室温后，得到气凝胶纤维；
[0017]S5按质量份计，将20
‑
40份气凝胶纤维粉碎至100
‑
500μm，然后加入90
‑
100份正己烷、10
‑
20份三甲基氯硅烷、5
‑
10份无水乙醇混合均匀，60
‑
80℃下氮气保护反应8
‑
12h，冷却至室温，过滤，丙酮抽滤后，在80
‑
100℃下干燥12
‑
24h，得到所述气凝胶改性玻璃纤维。
[0018]本专利技术还提供了一种耐碱隔热水泥砂浆的制备方法，包括以下步骤：按质量份计，将40.4
‑
52份干料和50
‑
60份骨料混合均匀，然后加入18
‑
21份水以60
‑
80r/min转速搅拌10...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐碱隔热水泥砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将干料和骨料混合均匀，然后加入水搅拌，得到耐碱隔热水泥砂浆。2.如权利要求1所述耐碱隔热水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述干料包括以下原料：水泥、气凝胶改性玻璃纤维、减水剂、硅酸钠。3.如权利要求2所述耐碱隔热水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥P.I、硅酸盐水泥P.II、复合硅酸盐水泥P.C中至少一种。4.如权利要求2所述耐碱隔热水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述骨料为细骨料，含水率小于等于2wt％。5.如权利要求2所述耐碱隔热水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述减水剂为萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂中的至少一种。6.如权利要求2所述耐碱隔热水泥砂浆的制备方法，其特征在于，所述气凝胶改性玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：S1按质量份计，将20
‑
40份玻璃纤维粉浸入90
‑
100份氢氧化钠水溶液中，以200
‑
300r/min转速搅拌20
‑
30min，经过滤、洗涤、干燥，得到碱处理玻璃纤维；S2按质量份计，将10
‑
20份正硅酸四乙酯、80
‑
90份75wt％的乙醇水溶液混合，然后用10
‑
14wt％的盐酸调节pH值至3.0
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宥谕，杜勋虎，
申请(专利权)人：深圳市纳路特建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：