CN104973840A - 一种防火粘结砂浆及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种防火粘结砂浆，由以下重量份的组分组成：385-420质量份的425R普通硅酸盐水泥、470-510质量份的烘干沙、11-13质量份的消泡剂、8-12质量份的减水剂、50-100质量份的重质碳酸钙、3-6质量份的羟丙基甲基纤维素、12-15质量份的可再分散乳胶粉、25-36质量份的防火粉。该防火粘结砂浆通过各组分合适的配比达到良好的协同作用，具有良好的粘结强度的同时，也具有良好的阻燃性。

Description

一种防火粘结砂浆及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种防火粘结砂浆，属于建筑用粘结材料，特别是起着粘结膨胀聚苯板与基体墙面、或者与腻子间作用的外墙粘结砂浆。

背景技术

随着经济的飞速发展和城市化水平的不断提高，高层建筑越来越多，特别是中心城市及其周边。这些高层建筑的出现，给城市的发展与繁荣带来了生机与活力，但也给消防工作带来了困难和危机。为此，人们研制出了建筑防火板材与建筑防火涂料。建筑防火涂料本身是不然的或难燃的，不起阻燃作用，其防火原理是涂层能使底材与火隔离，从而延长热侵入底材、到达底材另一侧所需要的时间（即延迟和抑制火焰的蔓延作用）。起火时，将这种防火涂料喷涂于建筑构件的可燃性基层表面，使其在火灾中受到保护，从而减少或避免火灾造成的损失。

粘结砂浆是由水泥、石英砂、聚合物粘结料与多种添加剂经机械混合均匀而成的，是主要用于粘结保温板的粘结剂。其采用水泥、填料经独特工艺复合而成，保水性好，粘结强度高。粘结砂浆具有以下优势：对基层墙体和聚苯板等保温板均有较强的粘结作用；耐水、耐冻、耐老化性能好；施工方便，是一种非常安全的保温***粘结材料；施工过程中不滑坠，具有优良的耐候、抗冲击和抗裂性能。但是，目前市场上使用的粘结砂浆不具有防火性或防火性能不佳，存在一定的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防火粘结砂浆，该防火粘结砂浆不仅具有良好的粘结强度，也具有良好的阻燃性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种防火粘结砂浆，由以下重量份的组分组成：385-420质量份的425R普通硅酸盐水泥、470-510质量份的烘干沙、11-13质量份的消泡剂、8-12质量份的减水剂、6-9质量份的微硅粉、50-100质量份的重质碳酸钙、3-6质量份的羟丙基甲基纤维素、12-15质量份的可再分散乳胶粉、25-36质量份的防火粉。

进一步，所述粘结砂浆由以下重量份的组分组成：400质量份的425R普通硅酸盐水泥、500质量份的烘干沙、12质量份的消泡剂、10质量份的减水剂、8质量份的微硅粉、80质量份的重质碳酸钙、4.5质量份的羟丙基甲基纤维素、13.5质量份的可再分散乳胶粉、32质量份的防火粉。

所述消泡剂又称为消沫剂或抗泡剂，在工业生产过程中会产生许多有害泡沫，需要添加消泡剂。消泡剂可以降低表面张力、抑制泡沫产生或消除已产生泡沫。所述减水剂是指在保持砂浆基本相同的条件下，能够减少拌合用水量的添加剂。减水剂一般为一种表面活性剂，属阴离子型表面活性剂，能够吸附于砂浆颗粒表面，具有减水和提高砂浆强度的作用。

所述重质碳酸钙是采用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等而制得。由于其沉降体积（1.1-1.9mL/g）比用化学方法生产的轻质碳酸钙沉降体积（2.4-2.8mL/g）小，因此被称为重质碳酸钙。在本发明的配方中，重钙作为填充料，起着降低生产成本、增加产品的韧性和强度的作用。

所述可再分散乳胶粉是聚合物乳液经喷雾干燥后形成的粉体，也称干粉胶。这种粉体在与水接触后能够迅速还原成乳液，并保持与初始乳液相同的性质，即水分蒸发后，这种膜具有高柔韧性、高耐候性和对各种基材的高粘结性。在本发明的配方中，可再分散乳胶粉起着以下作用：加在水泥里7-10天成膜，把墙体和砂浆牢牢抓住，冷热不均时防止砂浆开裂；可以提高材料的粘结性能和粘聚力；降低成型的弹性模量；增强材料的弹性和抗弯曲强度；提高材料的耐冲击性和耐候性；降低材料的吸水性和提高使用过程的保水性。

所述微硅粉也叫硅灰或聚硅灰，是铁合金在冶炼硅铁和工业硅（金属硅）时，矿热电炉内产生出的打了挥发性很强的SiO₂和Si气体经排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成的。在水泥基的砼、砂浆与耐火材料浇注料中，掺入适量的微硅粉，可起到如下作用：显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能；具有保水、防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用；显著延长砼的使用寿命，特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至数倍；大幅度减少喷射砼和浇注料的落地灰，提高单次喷层厚度；是高强砼的必要成份，已有C150砼的工程应用；具有约5倍水泥的功效,在普通砼和低水泥浇注料中应用可降低成本、提高耐久性；有效防止发生砼碱骨料反应；提高浇注型耐火材料的致密性，在与Al₂O₃并存时，更易生成莫来石相，使其高温强度，抗热振性增强；具有极强的火山灰效应，拌合混凝土时，可以与水泥水化产物Ca(OH)₂发生二次水化反应，形成胶凝产物，填充水泥石结构，改善浆体的微观结构，提高硬化体的力学性能和耐久性；微硅粉为无定型球状颗粒，可以提高混凝土的流变性能；微硅粉的平均颗粒尺寸比较小，具有很好的填充效应，可以填充在水泥颗粒空隙之间，提高混凝土强度和耐久性。

进一步，所述烘干沙的规格为70-140目。所述烘干沙能够与水泥浆料形成较强的粘接力,增强浆料的抗折、抗压强度，有利于聚苯颗粒保温浆料整体强度的提高。

进一步，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为20万mPa·s。所述羟丙基甲基纤维素，又名羟丙甲纤维素、纤维素羟丙基甲基醚，英文简称为HPMC。是选用高度纯净的棉纤维素作为原料，在碱性条件下经专门醚化而制得。羟丙基甲基纤维素作为水泥砂浆的保水剂、缓凝剂使砂浆具有泵送性。在抹灰浆、石膏料、腻子粉或其他的建材作为黏合剂，能够提高涂抹性和延长可操作时间。 用作粘贴瓷砖、大理石、塑料装饰，粘贴增强剂，还可以减少水泥用量。 HPMC的保水性能使浆料在涂抹后不会因干得太快而龟裂，增强硬化后强度。

进一步，所述防火粉为无机添加型阻燃剂。进一步，所述无机添加型阻燃剂的主要成分为氢氧化镁或氢氧化铝。所述防火粉即阻燃剂，是能够赋予聚合物难燃性的功能性助剂，按照使用方法可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性。目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂。有机阻燃剂是以溴系、磷氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂，无机阻燃剂主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、硅系等阻燃体系。

所述防火粘结砂浆的制备包括以下步骤：

A、按原材料配比进行称重，然后将原材料置入料仓中,进行混合及连续搅拌，将其搅拌均匀；

B、将步骤A制得的混合物与水按照质量份配比1:0.15-1:0.3在搅拌机内搅拌6-9分钟成均匀浆状，即可得用于建筑施工的防火粘结砂浆。

进一步，所述B步骤中混合物与水的质量份配比为1: 0.25。

本发明的目的还在于提供所述防火粘结砂浆在防火涂层中的应用，将该防火粘结砂浆用于外墙保温粘结板。该防火粘结砂浆在具有良好的粘结强度的同时，还具有良好的阻燃性。

本发明的有益技术效果是：

本发明的防火粘结砂浆，通过各组分合适的配比达到良好的协同作用，在满足具有良好的粘结强度的同时，也表现出良好的阻燃性。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的实施例进行详细的描述。

实施例1

一种防火粘结砂浆，由以下组分组成：385质量份的425R普通硅酸盐水泥、470质量份的烘干沙、11质量份的消泡剂、8质量份的减水剂、6质量份的微硅粉、50质量份的重质碳酸钙、3质量份的羟丙基甲基纤维素、12质量份的可再分散乳胶粉、25质量份的防火粉组成。

所述防火粘结砂浆具体制备方法包括以下步骤：

A、按原材料配比进行称重，然后将原材料置入料仓中,进行混合及连续搅拌，将其搅拌均匀；

B、将步骤A制得的混合物与水按照质量份配比1:0.15在搅拌机内搅拌6分钟成均匀浆状，即可得用于建筑施工的防火粘结砂浆。

实施例2

一种防火粘结砂浆，由以下组分组成：420质量份的425R普通硅酸盐水泥、510质量份的烘干沙、11质量份的消泡剂、8质量份的减水剂、9质量份的微硅粉、100质量份的重质碳酸钙、6质量份的羟丙基甲基纤维素、15质量份的可再分散乳胶粉、36质量份的防火粉。

所述防火粘结砂浆具体制备方法包括以下步骤：

A、按原材料配比进行称重，然后将原材料置入料仓中,进行混合及连续搅拌，将其搅拌均匀；

B、将步骤A制得的混合物与水按照质量份配比1:0.3在搅拌机内搅拌9分钟成均匀浆状，即可得用于建筑施工的防火粘结砂浆。

实施例3

一种防火粘结砂浆，由以下组分组成：400质量份的425R普通硅酸盐水泥、、500质量份的烘干沙、12质量份的消泡剂、10质量份的减水剂、8质量份的微硅粉、80质量份的重质碳酸钙、4.5质量份的羟丙基甲基纤维素、13.5质量份的可再分散乳胶粉、32质量份的防火粉。

所述防火粘结砂浆具体制备方法包括以下步骤：

A、按原材料配比进行称重，然后将原材料置入料仓中,进行混合及连续搅拌，将其搅拌均匀；

B、将步骤A制得的混合物与水按照质量份配比1:0.25在搅拌机内搅拌8分钟成均匀浆状，即可得用于建筑施工的防火粘结砂浆。

实施例4

将100质量份的普通硅酸盐水泥、150质量份的石英砂、2质量份的三聚氰胺类高效减水剂、0.5质量份的木质纤维素、2质量份的纤维素醚、15质量份的丙烯酸聚合物混合制成粘结砂浆料浆。使用时，另加420质量份的水，充分搅拌，即可得粘结砂浆。

实施例5

将30质量份的粘结料、30质量份的细骨料、2质量份的聚合物粘结料、0.1质量份的触变润滑剂、0.008质量份的速凝剂加入到搅拌机中，搅拌3分钟。按照混合物与水的质量配比为1:0.1混合搅拌5分钟，即可用于建筑施工。

实施例6 防火粘结砂浆的性能测试

对实施例1-3获得的防火粘结砂浆及实施例4（对照组1）和实施例5（对照组2）获得的粘结砂浆进行性能测试，测试结果如下表所示：

注：上表中，粘结强度、拉伸粘结强度（与水泥砂浆）、拉伸粘结强度（与膨胀聚苯板）按照《建筑砂浆基本性能实验方法 JGJ70-2009》测试，总燃烧值、燃烧净热值按照《建筑材料燃烧热值试验方法GBT14402-2007》测试。

上述粘结强度、拉伸粘结强度（与水泥砂浆）、拉伸粘结强度（与膨胀聚苯板）为评价制备的粘结砂浆粘结性能的指标参数。由上述测试结果可知，本发明制备的防火粘结砂浆的粘结强度、拉伸粘结强度（与水泥砂浆）、拉伸粘结砂浆（与膨胀聚苯板）的性能与对照组1（实施例4）和对照组2（实施例5相近）。本发明制备的防火粘结砂浆的总燃烧热值、燃烧净热值明显小于对照组1（实施例4）和对照组2（实施例5），即本发明制备的防火粘结砂浆在阻燃性方面的性能明显优于对照组1（实施例4）和对照组2（实施例5）。由此证明，本发明制备的防火粘结砂浆在具有良好的粘结性能的同时，具有良好的阻燃性。

为了能够更直观的验证所获得的防火粘结砂浆的阻燃性效果，对实施例1-3获得的防火粘结砂浆，以及实施例4和5获得的粘结砂浆（分别为对照组1和对照组2）进行阻燃性能测试。测试时，为了加快实验进程和速度，将获得的粘结砂浆涂抹在保温板上，保温板放置5天后进行阻燃性测试。测试时，将粘结砂浆层与火焰接触，温度为750℃，测试时间为25s。观察有无烧焦、熔融或滴落物等，测试结果如下：

     从测试结果可知，本发明的防火粘结砂浆的阻燃性性能明显优于实施例4（对照组1）和5（对照组2）获得的粘结砂浆。由此证明，本发明获得的粘结砂浆在具有良好的粘结强度的同时，具有良好的阻燃性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种防火粘结砂浆，由以下重量份的组分组成：385-420质量份的425R普通硅酸盐水泥、470-510质量份的烘干沙、11-13质量份的消泡剂、8-12质量份的减水剂、6-9质量份的微硅粉、50-100质量份的重质碳酸钙、3-6质量份的羟丙基甲基纤维素、12-15质量份的可再分散乳胶粉、25-36质量份的防火粉。

2.根据权利要求1所述的防火粘结砂浆，其特征在于：由以下重量份的组分组成：400质量份的425R普通硅酸盐水泥、500质量份的烘干沙、12质量份的消泡剂、10质量份的减水剂、8质量份的微硅粉、80质量份的重质碳酸钙、4.5质量份的羟丙基甲基纤维素、13.5质量份的可再分散乳胶粉、32质量份的防火粉。

3.根据权利要求1所述的防火粘结砂浆，其特征在于：所述烘干沙的规格为70-140目。

4.根据权利要求1所述的防火粘结砂浆，其特征在于：所述羟丙基甲基纤维素的粘度为20万mPa·s。

5.根据权利要求1所述的防火粘结砂浆，其特征在于：所述防火粉为无机添加型阻燃剂。

6.根据权利要求5所述的防火粘结砂浆，其特征在于：所述无机添加型阻燃剂的主要成分为氢氧化镁或氢氧化铝。

7.制备如根据权利要求1所述的防火粘结砂浆的方法，其特征在于：所述防火粘结砂浆的制备包括以下步骤：

A、按原材料配比进行称重，然后将原材料置入料仓中,进行混合及连续搅拌，将其搅拌均匀；

B、将步骤A制得的混合物与水按照质量份配比1:0.15-1:0.3在搅拌机内搅拌6-9分钟成均匀浆状，即可得用于建筑施工的防火粘结砂浆。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述B步骤中混合物与水的质量份配比为1:0.25。

9. 如权利要求1至6任一项所述的防火粘结砂浆在防火涂层中的应用。