CN111606655A - 一种石膏基自流平地坪材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种石膏基自流平地坪材料，相对于100重量份的石膏，所述变色硅胶的含量为1‑15重量份，所述相变蓄能储热材料的含量为5‑20重量份，所述多孔矿物材料的含量为1‑5重量份，所述减水剂的含量为0.25‑1重量份，所述乳胶粉的含量为0.5‑4重量份，所述保水剂的含量为0.02‑0.12重量份，所述填料的含量为35‑65重量份。本申请还提供所述石膏基自流平地坪材料的制备方法。利用本申请的石膏基自流平地坪材料制备的自流平砂浆具有高吸湿性能和指示湿度的双重作用，同时自流平砂浆的各项性能指标良好。

Description

一种石膏基自流平地坪材料及其制备方法
技术领域
本申请涉及但不限于新型建筑材料技术领域，尤其涉及但不限于自流平地坪材料，具体地涉及但不限于一种湿敏石膏基自流平地坪砂浆及其制备方法。
背景技术
空气相对湿度是与人们生活、生产密切相关的重要环境参数之一。室内湿度过低或过高，会引起室内人员不适，空气相对湿度是衡量室内环境的一项重要参数，对人体健康、室内空气质量以及物品的存放都有重要意义。国家空气质量标准规定室内相对湿度标准值，夏季空调房间为40％～60％，冬季采暖房间为30％～60％。加拿大学者AnthonyV.Arundel等综合了各种因素，考虑湿度对微生物生长、人体发病以及物品变质等各种影响后，推荐最佳的相对湿度范围在40％～60％之间。
石膏建材制品作为一种多孔结构的建材，其孔洞具有一定的吸湿调温功能，近几年，石膏基砂浆因绿色、环保，发展势头迅速，但具有装饰和智能的功能性砂浆鲜有报道。
发明内容
以下是对本文详细描述的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请在传统的自流平地坪砂浆中引入硅胶，其可代替一部分的细填料改善砂浆的颗粒级配，改善了地坪砂浆的性能；同时可以大幅提高地坪材料的调湿能力，还可以作为地坪材料的颜色指示剂，根据空气的湿环境来改变地坪材料的颜色。
具体地，第一方面，本申请提供了一种石膏基自流平地坪材料，其包括石膏、变色硅胶、相变蓄能储热材料、多孔矿物材料、减水剂、乳胶粉、稳定剂和填料；相对于100重量份的石膏，所述变色硅胶的含量为1-15重量份；所述低温相变蓄能储热材料的含量为5-20重量份；所述多孔矿物材料的含量为1-5重量份、所述减水剂的含量为0.25-1重量份；所述乳胶粉的含量为0.5-4重量份；所述保水剂的含量为0.02-0.12重量份；所述填料的含量为35-65重量份。
在一个实施方式中，相对于100重量份的石膏，所述变色硅胶的含量为1-10重量份；所述低温相变蓄能储热材料的含量为5-10重量份；所述多孔矿物材料的含量为1-4重量份；所述减水剂的含量为0.3-0.8重量份；所述乳胶粉的含量为1-3重量份；所述保水剂的含量为0.05-0.1重量份；所述填料的含量为45-60重量份。
在一个实施方式中，所述石膏粉可以为硬石膏粉(经适量水泥和硫酸盐激发后使用)、天然石膏、白度90以上的低铁含量的脱硫石膏粉。脱硫石膏是火电厂燃煤烟气经过湿法脱硫产生的工业副产品，是通过化学反应结晶形成的化学石膏。优选粒度分布为74-178μm。天然石膏、脱硫石膏需经过煅烧成熟料后使用。
在一个实施方式中，所述变色硅胶为蓝色硅胶、橙色硅胶，购自青岛硅创精细化工有限公司。可为任意尺寸的颗粒，通过研磨至200目-800目。研磨后的变色硅胶从颗粒状、球状，变成了粉末状，硅胶的比表面积增大，这样其吸湿、放湿效果优化，尤其是放湿性能。研磨前的硅胶吸湿后需要在100-120℃的温度下进行烘干，也就是说在100-120℃的温度下放湿，而研磨后的硅胶比表面积增大，在常温、室温条件下就会放生放湿，颜色会从粉红、白色变成蓝色。
在一个实施方式中，所述相变蓄能储热材料制备方法参见文献：石蜡微胶囊相变材料的制备与表征[J].黄小泓,纪箴等，粉末冶金技术，2015，33(5)。
所述多孔矿物材料包括：海泡石、硅藻土、沸石、膨润土、高岭土等中的一种或多种。
在一个实施方式中，所述减水剂可以选自嘧胺树脂系减水剂和/或聚羧酸系减水剂。
在一个实施方式中，所述乳胶粉可以为可再分散性乳胶粉，例如瓦克、易来泰公司的生产的可再分散性乳胶粉。
在一个实施方式中，所述保水剂为纤维素，如羟丙基甲基纤维素。
在一个实施方式中，所述填料可以选自粒度为300-450目的Ⅱ级粉煤灰、粒度为70-90目的石英砂、硅灰和河沙中的一种或更多种。
本申请提供了一种用石膏废渣代替水泥、树脂类涂料、α半水石膏、建筑石膏等基材生产的一种功能性预拌自流平地坪材料，其具有流动性好、凝结快速、强度高、收缩率小、耐碱性好、绿色环保无污染、抗低温干燥等优良特性，为石膏的高附加值利用开辟一条新途径。
同时，本申请的石膏基自流平地坪砂浆中含有多孔性的矿物材料和变色硅胶粉，不仅扩增了地坪材料的吸附性能，而且对居室环境的湿度具有指示作用，地面颜色会随着空气湿度的变化而发生变化，有助于提示人们采用辅助设备对居室湿度加以调控至让人们感觉舒适的湿度环境。
同时，本申请的石膏基自流平地坪材料中加入了相变蓄能储热材料。相变储能复合材料是一种热功能复合材料，能够将能量以相变潜热的形式储藏在其体内，实现能量在不同时空位置之间的转换。因此，利用相变材料的相变潜热实现能量的储存和利用，有利于提高能效和开发可再生能源。除此之外，相变蓄能储热材料、多孔性的矿物材料和硅胶粉的配合使用有助于环境的温湿度的稳定。
此外，本申请的石膏基自流平地坪材料制备的砂浆主要用做面层。本申请所开发的具有调湿、调温功能的石膏基自流平地坪砂浆既可以有效节约能源，又可以提高室内人居环境的舒适度。
第二方面，本申请实施方式提供了一种上述石膏基自流平地坪材料的制备方法，所述方法包括：
将变色硅胶、低温相变蓄能储热材料、减水剂、乳胶粉、保水剂、石膏、填料充分混合。
其中，各组分的混合顺序不受限制。
在一个实施方式中，所述方法包括：
步骤1：制备相变蓄能储热材料；制备方法参见文献：石蜡微胶囊相变材料的制备与表征[J].黄小泓，纪箴等，粉末冶金技术，2015，33(5)。
步骤2：将变色硅胶用研磨机研磨，过200目-800目筛备用；
步骤3：煅烧后得到的脱硫石膏熟石膏粉与步骤1制得的相变蓄能储热材料、步骤2制得得变色硅胶粉末、多孔矿物材料、减水剂、乳胶粉、保水剂充分混合获得预混粉；
步骤4：将填料与所述预混粉混合均匀即得。
第三方面，本申请实施方式还提供了一种石膏基自流平地坪砂浆，所述石膏基自流平地坪砂浆包括如上所述的石膏基自流平地坪材料和水；其中所述石膏基自流平地坪材料和水的重量比可以为3.3-5：1。
本申请实施方式提供的石膏基自流平地坪材料或由其制备的石膏基自流平地坪砂浆，与现有的自流平地坪砂浆相比具有以下优点：改善居室的温湿度环境，对室内空气温湿度有调节作用，有良好的呼吸性能；对环境的湿度具有指示功能；有净化空气，吸附甲醛、挥发性有机化合物(Volatile Organic Compound，VOC)、所有室温下饱和蒸气压超过了133.32pa的室内有机气态物质(Total Volatile Organic Compound，TVOC)、沸点在240～400℃范围内的半挥发性有机物(semi-volatile organic compound，SVOC)等有害气体功能；相对水泥基自流平地坪砂浆，本申请制备的砂浆干燥收缩或硬化收缩率小；保温隔热、隔音性能良好，有利于建筑节能；绿色环保无污染；地坪材料耐磨性增加；有一定弹性，脚感温暖舒适；具有调温功能，可以有效减少室内温度的波动范围，提高人居环境的舒适性。
本申请是一种具有装饰性的功能砂浆，实现自流平砂浆具有高吸湿性能和指示湿度的双重作用，同时自流平砂浆的各项性能指标良好，尤其是力学强度并没有因相变蓄能材料的掺入而降低。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1是本申请实施例1和对比例1-3中制备出的石膏板的吸湿量和放湿量吸附曲线。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
具体地，本申请实施方式的石膏基自流平地坪砂浆可以通过以下方式获得：
步骤1：相变蓄能储热材料的制备。制备方法参见文献：石蜡微胶囊相变材料的制备与表征[J].黄小泓，纪箴等，粉末冶金技术，2015，33(5)。
步骤2：将变色硅胶研磨，过200目筛，备用；
步骤3：将少量脱硫石膏熟料与步骤2中的粉体与步骤1制得的低温相变蓄能储热材料混合均匀备用；
步骤4：将步骤3得到的预混分与剩余部分的脱硫石膏熟料(剩余部分的脱硫石膏熟料加上步骤3中用的少量的脱硫石膏熟料合计100重量份)、步骤2得到的变色硅胶、多孔矿物材料、减水剂、乳胶粉、保水剂混合均匀获得预混粉；
步骤5：将填料与步骤4中的预混粉混合均匀。
本申请实施方式提供的石膏基自流平地坪浆料是一种新型地面找平材料，是以石膏为主要胶凝材料，通过添加调湿材料、调湿指示剂、相变材料、各种外加剂、填料等制成的自流平地坪浆料，其功能是利用浆料本身所具有的自然流动性能在混凝土基地上流动摊平，形成平滑的地面找平层。
以下将以实施例的方式对本发明做出进一步的说明，但以下实施例仅为示例，并非用以限定本发明。
在下列实施例中，所用试剂均为商购；相同的试剂来源相同。
实施例1
石膏基自流平地坪材料的制备如下：
步骤1：相变蓄能储热材料的制备。制备方法参见文献：石蜡微胶囊相变材料的制备与表征[J].黄小泓,纪箴等，粉末冶金技术，2015，33(5)。称取5重量份的相变蓄能储热材料备用
步骤2：将变色硅胶研磨，过200目筛，称取5重量份备用；
步骤3：将20重量份的脱硫石膏熟料与步骤1制得的低温相变蓄能储热材料混合均匀备用；
步骤4：将步骤3得到的预混分与80重量份的脱硫石膏熟料、步骤2中的5重量份的变色硅胶粉、2重量份的沸石(200目，土黄色，购自北京国投盛世科技股份有限公司)、
Figure BDA0002047898050000061
P29聚羧酸系高性能减水剂0.3重量份、可再分散乳胶粉(购自瓦克化学(Wacker)(中国)股份有限公司)1.5重量份、保水剂(粘度为40000)0.04重量份，并充分混合为预混粉；
步骤5：将45重量份的填料与步骤4中的预混粉混合均匀。
步骤6：测试上述砂浆的标准稠度用水量，根据标准稠度用水量制备料浆，进行铺设，铺设厚度为5mm。
对实施例1生产的石膏基自流平砂浆进行下述性能测试：
流动度、凝结时间测定：参照《石膏基自流平砂浆》(JC/T1023-2007)测定凝结时间。
试件成型及强度测定：将料浆倒入40mm×40mm×160mm模具，终凝1h内脱模制成试件，置于电热恒温鼓风干燥箱烘干至恒重；拉伸粘结强度参考《地面用水泥基自流平砂浆》(JC/T985-2005)，选用混凝土作基底材料。
收缩率：参考《地面用水泥基自流平砂浆》(JC/T985-2005)和行业标准《石膏基自流平砂浆》(JC/T1023-2007)测定，将料浆倒入10mm×10mm×160mm模具。
导热系数：将砂浆制成100mm*100mm*5mm试块，采用仪器DRPL-I导热系数测定仪进行测试。
测试结果如下表1：
表1
Figure BDA0002047898050000071
实施例2
与实施例1制备石膏基自流平地坪材料的方法相同，不同的是：
硬石膏(购自南京特种非金属材料有限公司)为100重量份，硅酸盐水泥为5重量份，K2SO4为2重量份，减水剂为聚羧酸类减水剂0.2重量份，可再分散乳胶粉为3重量份，保水剂为0.05重量份，填料为50重量份(70-90目)。测试上述砂浆的标准稠度用水量，根据标准稠度用水量制备料浆，进行铺设，铺设厚度为5mm。
对实施例2生产的石膏基自流平砂浆按实施例1所述测试方法进行性能测试，结果如下表2：
表2
Figure BDA0002047898050000081
对比例1
石膏基自流平地坪材料的制备方法与实施例1相同，不同之处在于配方中没有变色硅胶粉。
表3
Figure BDA0002047898050000082
对比例2
石膏基自流平地坪材料的制备方法与实施例2相同，不同之处在于配方中没有变色硅胶粉。
表4
Figure BDA0002047898050000091
通过表1-表4的对石膏基砂浆性能的比较发现，实施例1和实施例2的砂浆的导热系数均远小于对比例3和对比例4。并且发现，砂浆的其它性能跟没掺加硅胶粉末的石膏基材料的基本性能相当，而且掺加了硅胶粉后砂浆试块的折压比提高了，也就是说变色硅胶粉改善了砂浆材料的柔韧性，这使地坪材料的弹性更好，脚感更舒适。
采用GB/T 20312-2006《建筑材料及制品的湿热性能吸湿性能的测试》中的干燥器法(饱和盐溶液采用K2SO4饱和盐溶液)，对实施例1和2，对比例1和2测试砂浆形成的地坪材料的吸湿性能，结果见图1。
通过图1可以看出实施例1和实施例2制备的砂浆地坪材料的吸湿性能要远远好于对比例1和对比例2。
实施例1和实施例2制备的砂浆地坪材料铺设完成后，当在冬天极干的环境中呈现青色跟蓝色，在夏天湿度较大的情况下地面颜色为白色。春夏秋天或冬季阳光充足的中午，当地面太阳下晒2小时后由白色变成浅蓝色或蓝色，地面颜色会根据空气湿度进行变化，对室内湿度具有指示和调节作用。
对硬化后的地坪材料进行耐磨性试验。测试经JM-Ⅳ型磨耗仪砂轮打磨)100转后的质量损失。
表5实施例和对比例地坪材料耐磨性试验结果
Figure BDA0002047898050000092
Figure BDA0002047898050000101
通过表5可以看出，本申请中实施例1和实施例2制备的的砂浆地坪材料的耐磨性能大幅提高。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的申请保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种石膏基自流平地坪材料，包括石膏、变色硅胶、相变蓄能储热材料、多孔矿物材料、减水剂、乳胶粉、稳定剂和填料，相对于100重量份的石膏，所述变色硅胶的含量为1-15重量份，所述相变蓄能储热材料的含量为5-20重量份，所述多孔矿物材料的含量为1-5重量份，所述减水剂的含量为0.25-1重量份，所述乳胶粉的含量为0.5-4重量份，所述保水剂的含量为0.02-0.12重量份，所述填料的含量为35-65重量份。
2.根据权利要求1所述的石膏基自流平地坪材料，其中，所述石膏粉为硬石膏、天然石膏、白度90以上的低铁含量的脱硫石膏。
3.根据权利要求1所述的石膏基自流平地坪材料，其中，所述变色硅胶为蓝色硅胶、橙色硅胶，为200目-800目。
4.根据权利要求1所述的石膏基自流平地坪材料，其中，所述多孔矿物材料包括：海泡石、硅藻土、沸石、膨润土、高岭土中的任一种或更多种。
5.根据权利要求1所述的石膏基自流平地坪材料，其中，所述减水剂选自嘧胺树脂系减水剂和/或聚羧酸系减水剂。
6.根据权利要求1所述的石膏基自流平地坪材料，其中，所述乳胶粉为可再分散性乳胶粉。
7.根据权利要求1所述的石膏基自流平地坪材料，其中，所述保水剂为纤维素，例如羟丙基甲基纤维素。
8.根据权利要求1所述的石膏基自流平地坪材料，其中，所述填料选自粒度为300-450目的Ⅱ级粉煤灰、粒度为70-90目的石英砂、硅灰和河沙中的任一种或更多种。
9.权利要求1至8中任一项所述的石膏基自流平地坪材料的制备方法，所述制备方法包括：
步骤1：制备相变蓄能储热材料；
步骤2：研磨变色硅胶，并过200目-800目筛备用；
步骤3：煅烧石膏，并与步骤1获得的相变蓄能储热材料、步骤2获得的变色硅胶粉末、多孔矿物材料、减水剂、乳胶粉、保水剂充分混合获得预混粉；
步骤4：将填料与所述预混粉混合均匀，获得所述石膏基自流平地坪材料。
10.一种石膏基自流平地坪砂浆，所述石膏基自流平地坪砂浆包括权利要求1至8中任一项所述的石膏基自流平地坪材料和水，其中所述石膏基自流平地坪材料和水的重量比为3.3-4：1。
CN201910365016.5A 2019-04-30 2019-04-30 一种石膏基自流平地坪材料及其制备方法 Pending CN111606655A (zh)

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