一种气凝胶砂浆的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种气凝胶砂浆的制备方法，属于建筑材料领域

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶砂浆的制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，特别涉及一种气凝胶砂浆的制备方法
。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国城市化的迅速发展，导致了大量的建筑和基础设施的建设，这也加速了城市建筑物的更新，从而导致了大量的装修垃圾
。
通常情况下，材料的密度越低，其导热系数越低，代表着其隔绝热量的能力就越好，气凝胶作为一种密度极低的材料恰恰具备这一特性
。
通过将装修垃圾资源化利用得到再生细骨料，并在装修垃圾砂浆中掺入不同量的气凝胶来制备气凝胶砂浆，从而提出合理的减少装修垃圾浪费的解决思路，以实现经济节能和环境保护等多重效益
。
[0003]现有研究中制备气凝胶砂浆的搅拌工艺主要有三类，例如
Gao
等在
Aerogel
‑
incorporated concrete: an experimental study
中提到制备净浆后再依次加入气凝胶和细骨料的裹浆法；王飞等在
SiO2气凝胶砂浆性能的优化研究中提及的制备砂浆后再掺入气凝胶的砂浆法以及
Kim
等在
Cliemical retreating for gel
‑
typed aerogel and insulation performance of cement containing aerogel
提出使用甲醇对气凝胶进行改性的以甲醇作为分散剂的分散剂法
。
[0004]裹浆法会出现气凝胶颗粒在砂浆中大量破碎；砂浆法会出现气凝胶颗粒与水泥基质结合不紧密且上浮至砂浆表面的情况；虽然经过甲醇处理后的气凝胶颗粒可以与水泥基质结合紧密且气凝胶颗粒破碎较少，但是甲醇作为一种有毒的物质，不仅影响使用者的健康而且还会带来环境污染
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的问题，公开了一种气凝胶砂浆的制备方法，具体的，本专利技术的制备方法可以同时取代上述的裹浆法
、
砂浆法以及以甲醇作为分散剂的分散剂法
。
按本专利技术制备的气凝胶砂浆，气凝胶可以均匀地分布在砂浆中，与砂浆的结合较为紧密，具有良好的力学性能
、
优异的保温性能与耐久性能
。
将其应用于外墙外保温工程中，可大幅提高外墙外保温材料的使用寿命
。
[0006]本专利技术实现上述目的的技术方案是：一种气凝胶砂浆的制备方法，具体包括如下步骤：
S1
：砂浆的制备计算砂浆所需组分，润湿搅拌锅，按需要的份数将胶凝材料
、
再生细骨料及外加剂和聚丙烯纤维加入搅拌锅内，以
60
±
5 r/min 的转速搅拌
60
‑
90 s。
搅拌均匀后加入减水剂水溶液，以
60~65 r/min
的速度搅拌
90 s
，制成砂浆
。
[0007]所述砂浆的水胶比为
0.5~0.6。
[0008]具体的，所述的胶凝材料为水泥
、
矿渣和硅灰组成
。
[0009]具体的，所述的外加剂为引气剂
、
乳胶粉和甲基纤维素组成
。
[0010]所述再生细骨料为装修垃圾再生细骨料，表观密度为
2270kg/m3，堆积密度为
1337kg/m3，细度模数为
2.80。
[0011]所述水泥为
PO52.5
普通硅酸盐水泥，抗压强度为
48.1MPa
，抗折强度为
6.9MPa。
[0012]所述矿渣为
S95
粒化高炉矿渣粉，表观密度为
2680kg/m3。
[0013]所述硅灰为特级硅灰，表观密度为
2200kg/m3。
[0014]所述引气剂为高效引气剂
。
[0015]所述乳胶粉为可再分散性乳胶粉
。
[0016]所述甲基纤维素为羟丙基甲基纤维素
HPMC。
[0017]所述聚丙烯纤维为
PP
‑
12
聚丙烯纤维，材质为
100%
聚丙烯
。
[0018]所述减水剂为聚羧高性能减水剂，
pH
值为
6.7。
[0019]S2
：
SiO2气凝胶颗粒的改性将
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷加入水中并搅拌均匀制得
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液；计算取代量为
80%
骨料体积的
SiO2气凝胶质量，将
SiO2气凝胶颗粒加入
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液，使用悬臂式电动搅拌器以
60
±
5 r/min 的转速搅拌
60
‑
90 s
，使气凝胶均匀分布在
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中，进行
SiO2气凝胶颗粒的改性
。
改性完成后，使用
0.075 mm
方孔筛滤出气凝胶颗粒，自然晾干后得到经
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷改性气凝胶颗粒
。
[0020]所述
SiO2气凝胶颗粒为疏水型纳米气凝胶，密度为
100kg/m3，比表面积为
800
‑
1000m2/g
，导热系数为
0.018W/m
·
K。
[0021]所述
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷与水的质量比为1：
100。
[0022]所述
SiO2气凝胶颗粒与
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为
9~10:1。
[0023]S3
：气凝胶砂浆的制备将
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷改性气凝胶颗粒加入到水中搅拌均匀，分多次加入到搅拌好的砂浆中，顺时针方向匀速搅动，使气凝胶完全融入砂浆中，搅拌约
60 s
后，浇筑模具，等待气凝胶砂浆成型
。
[0024]所述
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷改性气凝胶颗粒取代骨料的体积为
80%
，根据骨料及气凝胶表观密度进行计算
。
[0025]本专利技术方法所制备的气凝胶砂浆均符合规范
GB/T 20473
‑
2021《
建筑保温砂浆
》
的要求，且导热系数
≤0.04W/(m
·
K)。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：与制备净浆后再依次加入气凝胶和细骨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种气凝胶砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
：制备砂浆，所述砂浆的水胶比为
0.5~0.6
；
S2
：制备改性
SiO2气凝胶颗粒，将
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷加入水中并搅拌均匀制得
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液；计算取代量为
80%
骨料体积的
SiO2气凝胶质量，将
SiO2气凝胶颗粒加入
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的水溶液中，以
55~65 r/min
的转速搅拌使分布均匀进行
SiO2气凝胶颗粒的改性，改性完成后，筛滤出气凝胶颗粒，自然晾干后得到经
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷改性的
SiO2气凝胶颗粒；
S3
：制备气凝胶砂浆，将步骤
S2
制得的改性
SiO2气凝胶颗粒加入到水中搅拌均匀，分次加入步骤
S1
制得的砂浆中，顺时针方向匀速搅动，使气凝胶完全融入砂浆中，浇筑成型
。2.
根据权利要求1所述的气凝胶砂浆的制备方法，其特征在于，步骤
S1
的砂浆含再生细骨料；所述再生细骨料为装修垃圾再生细骨料，表观密度为
2270kg/m3，堆积密度为
1337kg/m3，细度模数为
2.80。3.
根据权利要求1所述的气凝胶砂浆的制备方法，其特征在于，步骤
S2

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春红，朱平华，刘惠，王新杰，洪健桓，顾雨石，陶天麒，陈云春，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：