CN112939559A - 一种石膏基双发泡泵送保温浆料及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种石膏基双发泡泵送保温浆料及制造方法，属于建筑保温材料技术领域。本发明的保温浆料由建筑石膏、石膏减水剂、石膏缓凝剂、石膏发泡剂、拌合水、聚苯乙烯发泡颗粒构成，采用机械发泡、砂浆搅拌机混拌、浓浆泵输送浇筑工艺，具备低密度、低导热、低收缩、不分相、早期强度高、长期强度好、机械化制备可泵送等特点，既能满足地面保温填充、墙体自保温浇筑领域的建筑工程要求，又能利用工业副产石膏环保利废。

Description

一种石膏基双发泡泵送保温浆料及制造方法
技术领域
本发明属于建筑保温材料技术领域，特别涉及一种石膏基双发泡泵送保温浆料及制造方法。
背景技术
保温浆料是建筑保温材料的一个大类，包括轻骨料保温砂浆、现浇发泡浆料两种类型，水泥、石膏是主要胶凝材料。由于保温浆料具备导热系数低、轻质高强、防火、环保、耐久等优点，在屋面保温、地面填充、自保温墙体等领域应用比较广泛。
轻骨料保温砂浆主要是膨胀珍珠岩、玻化微珠、聚苯乙烯发泡颗粒作为骨料，胶凝材料粘接骨料并作为受力骨架。其存在的不足之处有：低密度型号需要大量胶粉、纤维而增加成本；高密度型号导热系数较高，无法满足节能要求；现场手工配比、搅拌，质量不易控制；浆料粘稠、流动性差，不能泵送浇筑，施工效率低等。
现浇发泡水泥的干密度一般高于400kg/m3，导热系数大于0.1w/(m·k)，存在保温性能较差、粘接强度低、收缩率大易开裂、耐候性差易粉化等缺陷，如果降低密度则抗压强度过低无法使用，而且早期强度低延长工期，因此不能作为保温材料，只能作为轻质填充材料。
现浇发泡石膏的干密度一般高于500kg/m3，导热系数大于0.1w/(m·k)，存在保温性能较差、吸水软化、脆性大等问题，如果降低密度则抗压强度过低无法使用，因此也不能作为保温材料，只能作为无水环境的轻质填充材料。
申请人在中国已申请的发明专利“一种双发泡体泵送保温浆料及制造方法”、专利号为201210125875.5”，公开了一种由有机发泡颗粒、水泥、水、发泡剂组成的保温浆料。使用该技术的水泥基双发泡保温浆料能够实现干密度低于350kg/m3、导热系数小于0.08w/(m·k)、抗压强度大于0.5Mpa，并已在工程实践中大量应用。但是，水泥基双发泡保温浆料采用的胶凝材料是水泥，还存在早期强度较低、硬化泌水基层粘接力差、收缩率较高开裂空鼓等不足，在厚度较小的地面保温层、没有抗裂保护层的墙体保温层等领域不能满足性能要求。
脱硫石膏是热电厂、锅炉脱硫环保处理的副产物，磷石膏是磷肥、磷酸等工业副产物，在我国每年产量巨大，已经成为巨大的环保废物处理难题。在规模巨大的建筑行业如果能够有效利用这些副产物石膏替代能耗较高的水泥，将产生巨大的经济和社会价值。
综上，现有的保温浆料存在保温性能较差、早期强度较低、长期强度差、硬化泌水基层粘接力差、收缩率较高开裂空鼓、能耗较高等不足。
发明内容
为了解决保温浆料存在的上述技术难题，本发明提供了一种石膏基双发泡泵送保温浆料及制造方法，实现的新型保温浆料具备低密度、低导热、低收缩、不分相、早期强度高、长期强度好、机械化制备可泵送等特点，既能满足地面保温填充、墙体自保温浇筑领域的建筑工程要求，又能利用工业副产石膏，发挥环保利废作用。
一种石膏基双发泡泵送保温浆料，由建筑石膏、石膏减水剂、石膏缓凝剂、石膏发泡剂、拌合水和聚苯乙烯发泡颗粒构成；
所述的石膏基双发泡泵送保温浆料按1m3的配合比为：建筑石膏200～400kg，石膏减水剂0.3～3kg，石膏缓凝剂0.02～0.2kg，石膏发泡剂0.3～3kg，聚苯乙烯发泡颗粒堆积体积0.3～0.9m3，拌合水100～300kg。
建筑石膏为2h抗压强度大于6Mpa的脱硫石膏或磷石膏。
聚苯乙烯发泡颗粒的粒径为1～6mm、堆集密度为4～12kg/m3。
一种石膏基双发泡泵送保温浆料的制造方法，步骤为：
(1)石膏减水剂、石膏缓凝剂按照设计配合比预先均匀拌入建筑石膏中，形成建筑石膏混合料；或者石膏减水剂、石膏缓凝剂按照设计配合比预先均匀溶入拌合水中，形成拌合水混合液；
(2)石膏发泡剂加水的稀释液采用专用发泡机制备成机制泡沫，在搅拌石膏基双发泡泵送保温浆料时注入浆料中；
(3)砂浆搅拌机启动后先按设计配合比加入拌合水；再按设计配合比加入建筑石膏混合料和聚苯乙烯发泡颗粒，搅拌到石膏浆包裹颗粒；最后按设计配合比加入机制泡沫再搅拌0.5-5min制成石膏基双发泡泵送保温浆料；或者，砂浆搅拌机启动后先按设计配合比加入拌合水混合液；再按设计配合比加入建筑石膏和聚苯乙烯发泡颗粒，搅拌到石膏浆包裹颗粒；最后按设计配合比加入机制泡沫再搅拌0.5-5min制成石膏基双发泡泵送保温浆料。
石膏发泡剂加水的稀释液倍数为10～60倍，机制泡沫的发泡倍率为10～40倍。
搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料100cm3数量的流值为200～400mm，初凝时间为0.5～5.5小时。
优点及效果：
本发明的一种石膏基双发泡泵送保温浆料及制造方法具有如下优点：
第一，保温浆料具备低密度、低导热、低收缩、不分相、早期强度高、长期强度好等特点，在低密度类型上远优于发泡水泥、发泡石膏和水泥基泡粒混凝土，能够充分满足地面保温填充、墙体自保温浇筑的性能要求。
第二，保温浆料采用机械化制备和泵送，既能保证制造过程的质量精度、生产效率，又能实现远距离、高扬程的快捷输送，使产品质量和施工效率远优于轻骨料保温砂浆等手工作业方式。
第三，保温浆料大量使用工业副产的脱硫石膏、磷石膏，降低建筑保温对石油、煤炭、电力等能源消耗，一旦广泛应用将发挥环保利废的巨大经济和社会价值。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步的说明。
一种石膏基双发泡泵送保温浆料，由建筑石膏、石膏减水剂、石膏缓凝剂、石膏发泡剂、拌合水和聚苯乙烯发泡颗粒构成。
所述的石膏基双发泡泵送保温浆料按1m3的配合比为：石膏基干粉料200～400kg，石膏减水剂0.3～3kg，石膏缓凝剂0.02～0.2kg，石膏发泡剂0.3～3kg，聚苯乙烯发泡颗粒堆积体积0.3～0.9m3，拌合水100～300kg。
优选为，所述的石膏基双发泡泵送保温浆料按1m3的配合比为：建筑石膏240～350kg，石膏减水剂1～1.6kg，石膏缓凝剂0.05～0.09kg，石膏发泡剂0.3～3kg，聚苯乙烯发泡颗粒堆积体积0.5～0.6m3，拌合水120～190kg。
采用上述技术方案制作的保温浆料为发泡石膏和聚苯乙烯发泡颗粒组成的双发泡复合材料。其中，发泡石膏发挥高强度、低收缩的无机骨架作用，聚苯乙烯发泡颗粒发挥弹性骨料作用，双发泡体的密布、细小空腔发挥降低密度和保温、隔声作用。保温浆料的组成中，石膏减水剂能够在保持保温浆料流动性的状态下减低拌合水用量，从而提高保温浆料的硬化强度；石膏缓凝剂能够延迟保温浆料的初凝、终凝时间，以满足加工、泵送、浇筑的作业时间要求；石膏发泡剂能够使石膏浆体均匀发泡，并增加浆料稠度，避免聚苯乙烯发泡颗粒在石膏浆体中上浮、分相。通过适配调整各组分的用量，制作出的保温浆料的干密度、导热系数、1d含水抗压强度、干燥抗压强度、干燥收缩率等主要指标均优于发泡石膏、发泡水泥和水泥基双发泡保温浆料。
所述的石膏基双发泡泵送保温浆料的制造方法，
(1)石膏减水剂、石膏缓凝剂按照设计配合比预先均匀拌入建筑石膏中，形成建筑石膏混合料；或者石膏减水剂、石膏缓凝剂按照设计配合比预先均匀溶入拌合水中，形成拌合水混合液。
(2)发泡剂加水的稀释液采用专用发泡机制备成机制泡沫，在搅拌石膏基双发泡泵送保温浆料时注入浆料中。
(3)砂浆搅拌机启动后先按设计配合比加入拌合水；再按设计配合比加入建筑石膏混合料和聚苯乙烯发泡颗粒，搅拌到石膏浆包裹颗粒；最后按设计配合比加入机制泡沫再搅拌0.5-5min制成石膏基双发泡泵送保温浆料。或者，砂浆搅拌机启动后先按设计配合比加入拌合水混合液；再按设计配合比加入建筑石膏和聚苯乙烯发泡颗粒，搅拌到石膏浆包裹颗粒；最后按设计配合比加入机制泡沫再搅拌0.5-5min制成石膏基双发泡泵送保温浆料。
搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料在初凝前浇筑到使用部位，或者采用浓浆泵输送到使用部位。
采用上述技术方案，能够使石膏减水剂、石膏缓凝剂均匀分散在保温浆料中；采用专用发泡机制备泡沫，能够保证泡沫质量和制备数量；先加入拌合水或拌合水混合液能够避免石膏基干粉料挂壁；后加入机制泡沫能够避免泡沫先接触干燥粉料或骨料而破泡，避免泡沫粘连粉料或骨料而阻碍搅拌分散；充分混拌进保温浆料的机制泡沫具备增稠、润滑作用，能够使石膏浆体充分发泡，并且均匀、稳定地包裹骨料，实现保温浆料的可泵送性；采用浓浆泵输送保温浆料，能够避免其它运送方式的过多振动、扰动、过长延时而损害保温浆料质量，而且能够大幅提高施工效率。
进一步地，建筑石膏为2h抗压强度大于6Mpa的脱硫石膏或磷石膏。
采用上述技术方案的石膏粉可选用脱硫石膏或磷石膏，有利于就近取材、降低材料成本，并发挥环保利废价值。石膏粉的2h抗压强度大于6Mpa能够保证保温浆料必要的强度。
进一步地，聚苯乙烯发泡颗粒的粒径为1～6mm、堆集密度为4～12kg/m3。
采用上述技术方案，聚苯乙烯发泡颗粒既能发挥降低密度、增强保温等轻质骨料作用，而且能够使有限的胶凝材料集中成更为强壮的骨架，从而大幅提高抗压强度，同时还能降低保温浆料的吸水率和弹性模量，提高保温浆料的耐用性和抗裂性。聚苯乙烯发泡颗粒的粒度限定一定范围，以保证其在保温浆料中的和易性和匀质性。发泡骨料的堆积密度限定一定范围，以保证其具备较好的保温性能。
进一步地，石膏发泡剂稀释的加水倍数为10～60倍，机制泡沫的发泡倍率为10～40倍。
采用上述技术方案，能够保证机制泡沫的质量，并合理控制发泡成本。
进一步地，搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料100cm3数量的流值为200～400mm，初凝时间为0.5～5.5小时。
采用上述技术方案，保温浆料在具备加工、泵送的工作性能和充足时间基础上，不会因流动性过大而分相、离析，初凝时间过长而损失强度。
实施例选用2h抗压强度大于8Mpa的脱硫石膏(市面常售)或2h抗压强度大于6Mpa的磷石膏(市面常售)、石膏减水剂(市面常售)、石膏缓凝剂(市面常售)、石膏发泡剂(沈阳金铠建筑科技股份有限公司)、粒度2～4mm聚苯乙烯发泡颗粒(市面常售)和拌合水(自来水)。
实施例1：
本实施例1m3保温浆料的配合比为：脱硫石膏240～250kg、石膏减水剂1～1.2kg，石膏缓凝剂0.05～0.06kg，石膏发泡剂20倍加水的稀释液16～18kg，聚苯乙烯发泡颗粒堆积体积0.5～0.6m3，拌合水120～140kg。
本实施例中，石膏基双发泡体保温浆料的制造方法为：
(1)石膏减水剂、石膏缓凝剂按照设计配合比预先均匀拌入脱硫石膏粉中，形成建筑石膏混合料。
(2)发泡剂加水的稀释液采用专用发泡机制备成机制泡沫，在搅拌石膏基双发泡泵送保温浆料时注入浆料中。
(3)砂浆搅拌机启动后先按设计配合比加入拌合水；再按设计配合比加入建筑石膏混合料和聚苯乙烯发泡颗粒，搅拌到石膏浆包裹颗粒；最后按设计配合比加入机制泡沫再搅拌3-4min制成石膏基双发泡泵送保温浆料。
搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料100cm3数量的流值为240mm，初凝时间为60分钟。
搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料在初凝前注入试模浇筑到使用部位。
本实施例的石膏基双发泡泵送保温浆料制品的检测性能指标如下表：
Figure BDA0002938672850000071
本实施例制得的石膏基双发泡泵送保温浆料与同等密度的发泡石膏、发泡水泥、水泥基双发泡保温浆料对比的指标如下表：
Figure BDA0002938672850000072
对比可知，本实施例的石膏基双发泡保温浆料的1d抗压强度远大于其它三种保温浆料，硬化上人时间不足一天，具备显著的施工效率优势；干燥收缩率远低于发泡水泥和水泥基双发泡保温浆料，能够避免开裂、空鼓；发泡石膏、发泡水泥在300kg左右的密度等级短期强度极差、长期强度也偏低，不能满足建筑构造的要求。
实施例2：
本实施例1m3保温浆料的配合比为：脱硫石膏280～290kg、石膏减水剂1.2～1.4kg，石膏缓凝剂0.06～0.07kg，石膏发泡剂20倍加水的稀释液14～16kg，聚苯乙烯发泡颗粒堆积体积0.5～0.6m3，拌合水140～160kg。
本实施例中，石膏基双发泡体保温浆料的制造方法为：
(1)石膏减水剂、石膏缓凝剂按照设计配合比预先均匀拌入脱硫石膏粉中，形成建筑石膏混合料。
(2)发泡剂加水的稀释液采用专用发泡机制备成机制泡沫，在搅拌石膏基双发泡泵送保温浆料时注入浆料中。
(3)砂浆搅拌机启动后先按设计配合比加入拌合水；再按设计配合比加入建筑石膏混合料和聚苯乙烯发泡颗粒，搅拌到石膏浆包裹颗粒；最后按设计配合比加入机制泡沫再搅拌3-4min制成石膏基双发泡泵送保温浆料。
搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料100cm3数量的流值为260mm，初凝时间为60分钟。
搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料在初凝前采用浓浆泵输送到使用部位。
本实施例的石膏基双发泡泵送保温浆料制品的检测性能指标如下表：
Figure BDA0002938672850000081
本实施例制得的石膏基双发泡泵送保温浆料与同等密度的发泡石膏、发泡水泥、水泥基双发泡保温浆料对比的指标如下表：
Figure BDA0002938672850000082
对比可知，本实施例的石膏基双发泡保温浆料的1d抗压强度远大于其它三种保温浆料，硬化上人时间不足一天，具备显著的施工效率优势；干燥收缩率远低于发泡水泥和水泥基双发泡保温浆料，能够避免开裂、空鼓；发泡石膏在350kg左右的密度等级短期强度极差、长期强度也偏低，难以满足建筑构造的要求。
实施例3：
本实施例1m3保温浆料的配合比为：脱硫石膏340～350kg，石膏减水剂1.4～1.6kg，石膏缓凝剂0.08～0.09kg，石膏发泡剂20倍加水的稀释液12～14kg，聚苯乙烯发泡颗粒堆积体积0.5～0.6m3，拌合水170～190kg。
本实施例中，石膏基双发泡体保温浆料的制造方法为：
(1)石膏减水剂、石膏缓凝剂按照设计配合比预先均匀溶入拌合水中，形成拌合水混合液。
(2)发泡剂加水稀释后采用专用发泡机制备成机制泡沫，在搅拌石膏基双发泡泵送保温浆料时注入浆料中。
(4)砂浆搅拌机启动后先按设计配合比加入拌合水混合液；再按设计配合比加入脱硫石膏和聚苯乙烯发泡颗粒，搅拌到石膏浆包裹颗粒；最后按设计配合比加入机制泡沫再搅拌3-4min制成石膏基双发泡泵送保温浆料。
搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料100cm3数量的流值为280mm，初凝时间为90分钟。
搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料在初凝前采用浓浆泵输送到使用部位。
本实施例的石膏基双发泡泵送保温浆料制品的检测性能指标如下表：
Figure BDA0002938672850000091
本实施例制得的石膏基双发泡泵送保温浆料与同等密度的发泡石膏、发泡水泥、水泥基双发泡保温浆料对比的指标如下表：
Figure BDA0002938672850000101
对比可知，本实施例的石膏基双发泡保温浆料的1d抗压强度远大于其它三种保温浆料，硬化上人时间不足一天，具备显著的施工效率优势；干燥收缩率远低于发泡水泥和水泥基双发泡保温浆料，能够避免开裂、空鼓；发泡石膏在400kg左右的密度等级短期强度极差，长期强度也偏低，难以满足建筑构造的要求。
实施例4：
本实施例1m3保温浆料的配合比为：磷石膏280～290kg、石膏减水剂1.2～1.4kg，石膏缓凝剂0.06～0.07kg，石膏发泡剂20倍加水的稀释液14～16kg，聚苯乙烯发泡颗粒堆积体积0.5～0.6m3，拌合水140～160kg。
本实施例中，石膏基双发泡体保温浆料的制造方法为：
(1)石膏减水剂、石膏缓凝剂按照设计配合比预先均匀溶入拌合水中，形成拌合水混合液。
(2)发泡剂加水稀释后采用专用发泡机制备成机制泡沫，在搅拌石膏基双发泡泵送保温浆料时注入浆料中。
(4)砂浆搅拌机启动后先按设计配合比加入拌合水混合液；再按设计配合比加入磷石膏和聚苯乙烯发泡颗粒，搅拌到石膏浆包裹颗粒；最后按设计配合比加入机制泡沫再搅拌3-4min制成石膏基双发泡泵送保温浆料。
搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料100cm3数量的流值为260mm，初凝时间为60分钟。
搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料在初凝前采用浓浆泵输送到使用部位。
本实施例的石膏基双发泡泵送保温浆料制品的检测性能指标如下表：
Figure BDA0002938672850000111
本实施例制得的石膏基双发泡泵送保温浆料与同等密度的发泡石膏、发泡水泥、水泥基双发泡保温浆料对比的指标如下表：
Figure BDA0002938672850000112
对比可知，本实施例采用磷石膏的石膏基双发泡保温浆料的抗压强度与采用脱硫石膏的石膏基双发泡保温浆料相比略低，但是1d抗压强度仍远大于其它三种保温浆料，硬化上人时间不足一天，具备显著的施工效率优势；干燥收缩率远低于发泡水泥和水泥基双发泡保温浆料，能够避免开裂、空鼓；发泡石膏在350kg左右的密度等级短期强度极差、长期强度也偏低，难以满足建筑构造的要求。
以上数据说明本申请中各组分具有相辅相成、协同的作用，并非各组分简单的组合、叠加。本发明的石膏基双发泡泵送保温浆料在较低密度等级、较高保温性能状态下，解决了现有发泡保温浆料的早期抗压强度过低、干燥收缩率过大和轻骨料保温浆料不能泵送等技术难题，材料性能和工作性能均能够满足地面保温填充、墙体自保温浇筑的要求，同时能够实现环保利废。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种石膏基双发泡泵送保温浆料，其特征在于：由建筑石膏、石膏减水剂、石膏缓凝剂、石膏发泡剂、拌合水和聚苯乙烯发泡颗粒构成；
所述的石膏基双发泡泵送保温浆料按1m3的配合比为：建筑石膏200～400kg，石膏减水剂0.3～3kg，石膏缓凝剂0.02～0.2kg，石膏发泡剂0.3～3kg，聚苯乙烯发泡颗粒堆积体积0.3～0.9m3，拌合水100～300kg。
2.根据权利要求1所述的一种石膏基双发泡泵送保温浆料，其特征在于：建筑石膏为2h抗压强度大于6Mpa的脱硫石膏或磷石膏。
3.根据权利要求1所述的一种石膏基双发泡泵送保温浆料，其特征在于：聚苯乙烯发泡颗粒的粒径为1～6mm、堆集密度为4～12kg/m³。
4.一种如权利要求1所述的石膏基双发泡泵送保温浆料的制造方法，其特征在于：步骤为：
（1）石膏减水剂、石膏缓凝剂按照设计配合比预先均匀拌入建筑石膏中，形成建筑石膏混合料；或者石膏减水剂、石膏缓凝剂按照设计配合比预先均匀溶入拌合水中，形成拌合水混合液；
（2）发泡剂加水的稀释液采用专用发泡机制备成机制泡沫，在搅拌石膏基双发泡泵送保温浆料时注入浆料中；
（3）砂浆搅拌机启动后先按设计配合比加入拌合水；再按设计配合比加入建筑石膏混合料和聚苯乙烯发泡颗粒，搅拌到石膏浆包裹颗粒；最后按设计配合比加入机制泡沫再搅拌0.5-5min制成石膏基双发泡泵送保温浆料；或者，砂浆搅拌机启动后先按设计配合比加入拌合水混合液；再按设计配合比加入建筑石膏和聚苯乙烯发泡颗粒，搅拌到石膏浆包裹颗粒；最后按设计配合比加入机制泡沫再搅拌0.5-5min制成石膏基双发泡泵送保温浆料。
5.根据权利要求4所述的石膏基双发泡泵送保温浆料的制造方法，其特征在于：石膏发泡剂加水的稀释液倍数为10～60倍，机制泡沫的发泡倍率为10～40倍。
6.根据权利要求4所述的石膏基双发泡泵送保温浆料的制造方法，其特征在于：搅拌完成后的石膏基双发泡泵送保温浆料100cm3数量的流值为200～400mm，初凝时间为0.5～5.5小时。
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