CN116354667A - 一种低吸水率隔音砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低吸水率隔音砂浆及其制备方法，其中，该砂浆主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥20～25份、石英砂30～45份、石灰石粉8～15份、氟化石墨烯3～6份、多孔橡胶粉0.1～0.2份、二氧化硅气凝胶3～8份、玄武岩短切纤维8～15份、聚羧酸减水剂0.2～0.4份、稳定剂8～15份和缓凝剂0.1～0.3份；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为0.5～10μm，氟碳比为0.5～1.2，比表面积为350～520m2/g。本发明的砂浆配伍中引入了氟化石墨烯和二氧化硅气凝胶，氟化石墨烯能极大提升隔音砂浆的低吸水率性能，二氧化硅气凝胶则确保了砂浆的隔音功能，能够满足特定建筑物对低吸水率、隔音等性能的要求。
Description
技术领域
本发明属于建筑用砂浆技术领域，具体涉及了一种低吸水率隔音砂浆及其制备方法。
背景技术
近年来，随着城市化进程的推进，建筑行业以肉眼可见的速度获得了飞速发展。相比较以往建筑行业粗放型发展模式，某些特定建筑设施对建筑用砂浆提出了更高的功能要求（如博物馆要求隔音、防潮等；音乐厅建筑要求保温、吸音等）。传统的隔音砂浆配方主要以水泥、石英沙、隔音填料、添加剂和其他隔音填料按照一定比例混合形成，通过隔音砂浆本身的阻尼和构造来消耗地面振动的能量从而抑制振动的传播和噪音的产生。例如中国专利申请号为201610585305.2公开了一种保温隔音干粉砂浆，该干粉砂浆组成质量配比如下：水泥：30%-40%；玻化微珠：30%-35%；弹性橡胶粉：9%-14%；乳胶粉：0.5%-2%；粘土：5%-7%；灰钙：4%-5%；聚丙烯纤维：0.5%-2%；纤维素醚：0.4%-3%；减水剂：1%-2%；该保温隔音干粉砂浆楼板撞击声改善量为15.0-25.0dB，导热系数均在0.050W/m.K左右。
然而，传统隔音砂浆在使用过程中也会产生一定的质量缺陷，例如“隔音砂浆与墙体产生空鼓”、“隔音砂浆塑性开裂”、“隔音砂浆干缩开裂”等，且并没有对吸水率进行特别限制，影响了建筑物的隔音效果和整体质量。目前低吸水率隔音砂浆的专利报道很多，但是将氟化石墨烯、二氧化硅气凝胶应用于低吸水率隔音砂浆较少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建筑用的低吸水率隔音砂浆及其制备方法，以解决特定建筑物所需低吸水率、隔音等要求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种低吸水率隔音砂浆，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥20～25份、石英砂30～45份、石灰石粉8～15份、氟化石墨烯3～6份、多孔橡胶粉0.1～0.2份、二氧化硅气凝胶3～8份、玄武岩短切纤维8～15份、聚羧酸减水剂0.2～0.4份、稳定剂8～15份和缓凝剂0.1～0.3份；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为0.5～10μm，氟碳比为（氟化度）0.5～1.2，比表面积为350～520m2/g。
在本发明的砂浆配伍中，引入了氟化石墨烯和二氧化硅气凝胶。氟化石墨烯作为一种石墨烯部分或者全部氟化的产物，是一种重要的石墨烯衍生物；由于氟原子的引入，使其具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀、疏水性强等优点，常用于涂层材料，结合现有的建筑用砂浆材料，氟化石墨烯使用几乎没有，因此在本发明中加入氟化石墨烯，极大提高隔音砂浆的低吸水率性能。二氧化硅气凝胶具有骨架结构，当声波穿过空隙时，一方面空气与骨架之间的摩擦，消耗掉部分的声能，另一方面声音也会引起二氧化硅气凝胶骨架的弦振动，导致能量内部消耗，同样达到降噪效果。
作为本发明的进一步说明，所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型。
作为本发明的进一步说明，所述多孔橡胶粉的粒径为30～50mm，孔隙率为25%。多孔橡胶粉的多孔结构具有隔音、吸音作用。优选用此参数的多孔橡胶和实际生产相匹配，利用橡胶的多孔结构使得砂浆具有隔音吸音的效果。
作为本发明的进一步说明，所述玄武岩短切纤维的长度为3～5mm，直径为8～10μm。玄武岩本身具有极高的弹性模量，短切丝状用于混凝土加固，使得砂浆凝固后具有更高的硬度。优选用此参数的玄武岩纤维是和实际生产相匹配，利用玄武岩纤维的高弹性模量使得凝固后的砂浆具有更高的硬度。
作为本发明的进一步说明，所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为10%～30%；所述自磨干混砂中砂含粉量5%～15%，细度模数为1.5～3.5；所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为40.0MPa～60.0MPa。
本发明所述的低吸水率隔音砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，首先将按照相应的重量份数比例将硅酸盐水泥、石英砂、石灰石粉、氟化石墨烯、多孔橡胶粉、短切玄武岩纤维、聚羧酸减水剂、稳定剂和缓凝剂同时下料，经螺旋搅拌形成A料，然后将A料装入砂浆罐中出厂；
步骤二，根据工地需要配备B料，即二氧化硅气凝胶，装车出厂，然后将A料和B料分开打包一同运往工地；
步骤三，在工地上，采用AB组料工艺制备低吸水率隔音砂浆，具体工艺参数设定如下：（1）设备控制时间：砂浆罐中A料下料时间设定时间为30～50s，加水设定时间为10～20s；（2）放料顺序：先人工投放B料2～4袋后，启动搅拌机，按下料按钮，再按加水按钮；（3）搅拌时间：当下料与加水***自动停止后，开始计时拌合物搅拌时间约为5min，可以进行卸料；拌合物施工稠度为50±5mm。
作为本发明进一步说明，在使用砂浆罐中材料之前，因考虑到砂浆罐高度差，所以在散装砂浆罐仓第一次装料后，需要放掉0.5～1吨干粉砂浆，以确保产品质量；同时为了减少离析现象的发生在以后的使用过程中不得将砂浆罐仓的干粉砂浆用空，必须保留3～5吨以上并及时通知送货。
本发明的优点：
1.本发明的砂浆配伍中引入了氟化石墨烯和二氧化硅气凝胶，氟化石墨烯能极大提升隔音砂浆的低吸水率性能，二氧化硅气凝胶则确保了砂浆的隔音功能，能够满足特定建筑物对低吸水率、隔音等性能的要求。
2.本发明的原料来源丰富，易获取，成本低。
3.本发明的制备工艺采用了AB组料工艺，即先分别配置A料（除了隔音材料之外的其他组分）、打包B料（隔音材料），然后将A料、B料分别运往工地，在工地再将A料和B料混合搅拌使用，确保砂浆的物化性能。
实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例
一种低吸水率隔音砂浆，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥22份、石英砂35份、石灰石粉10份、氟化石墨烯5份、多孔橡胶粉0.15份、二氧化硅气凝胶5份、玄武岩短切纤维10份、聚羧酸减水剂0.3份、稳定剂12份和缓凝剂0.2份。
上述配伍组分中，所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为53.0MPa；所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为25%；所述自磨干混砂中砂含粉量10%，细度模数为2.0；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为2μm，氟碳比为1，比表面积为400m2/g；所述多孔橡胶的粒径为40mm，孔隙率为25%；所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型；所述玄武岩短切纤维的长度为4mm，直径为9μm。
实施例
一种低吸水率隔音砂浆，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥20份、石英砂30份、石灰石粉8份、氟化石墨烯3份、多孔橡胶粉0.1份、二氧化硅气凝胶3份、玄武岩短切纤维8份、聚羧酸减水剂0.2份、稳定剂8份和缓凝剂0.1份。
上述配伍组分中，所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为40.0MPa；所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为10%；所述自磨干混砂中砂含粉量5%，细度模数为1.5；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为0.5μm，氟碳比为0.5，比表面积为350m2/g；所述多孔橡胶的粒径为30mm，孔隙率为25%；所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型；所述玄武岩短切纤维的长度为3mm，直径为8μm。
实施例
一种低吸水率隔音砂浆，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥25份、石英砂45份、石灰石粉15份、氟化石墨烯6份、多孔橡胶粉0.2份、二氧化硅气凝胶8份、玄武岩短切纤维15份、聚羧酸减水剂0.4份、稳定剂15份和缓凝剂0.3份。
上述配伍组分中，所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为60.0MPa；所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为30%；所述自磨干混砂中砂含粉量15%，细度模数为3.5；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为10μm，氟碳比为1.2，比表面积为520m2/g；所述多孔橡胶的粒径为50mm，孔隙率为25%；所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型；所述玄武岩短切纤维的长度为5mm，直径为10μm。
实施例
一种低吸水率隔音砂浆，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥20份、石英砂45份、石灰石粉8份、氟化石墨烯5份、多孔橡胶粉0.1份、二氧化硅气凝胶8份、玄武岩短切纤维15份、聚羧酸减水剂0.2份、稳定剂8份和缓凝剂0.1份。
上述配伍组分中，所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为40.0MPa；所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为30%；所述自磨干混砂中砂含粉量15%，细度模数为1.5；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为5μm，氟碳比为0.8，比表面积为350m2/g；所述多孔橡胶的粒径为40mm，孔隙率为25%；所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型；所述玄武岩短切纤维的长度为4mm，直径为8μm。
实施例
一种低吸水率隔音砂浆，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥25份、石英砂30份、石灰石粉15份、氟化石墨烯6份、多孔橡胶粉0.1份、二氧化硅气凝胶6份、玄武岩短切纤维12份、聚羧酸减水剂0.2份、稳定剂15份和缓凝剂0.1份。
上述配伍组分中，所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为45.0MPa；所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为15%；所述自磨干混砂中砂含粉量15%，细度模数为3.0；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为7μm，氟碳比为1，比表面积为450m2/g；所述多孔橡胶的粒径为40mm，孔隙率为25%；所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型；所述玄武岩短切纤维的长度为5mm，直径为10μm。
实施例
一种低吸水率隔音砂浆，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥22份、石英砂35份、石灰石粉13份、氟化石墨烯5份、多孔橡胶粉0.1份、二氧化硅气凝胶5份、玄武岩短切纤维10份、聚羧酸减水剂0.4份、稳定剂13份和缓凝剂0.2份。
上述配伍组分中，所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为55.0MPa；所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为20%；所述自磨干混砂中砂含粉量10%，细度模数为2.5；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为6μm，氟碳比为1.2，比表面积为350m2/g；所述多孔橡胶的粒径为35mm，孔隙率为25%；所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型；所述玄武岩短切纤维的长度为3mm，直径为8μm。
实施例
一种低吸水率隔音砂浆，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥23份、石英砂42份、石灰石粉10份、氟化石墨烯6份、多孔橡胶粉0.2份、二氧化硅气凝胶7份、玄武岩短切纤维9份、聚羧酸减水剂0.2份、稳定剂15份和缓凝剂0.1份。
上述配伍组分中，所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为60.0MPa；所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为30%；所述自磨干混砂中砂含粉量15%，细度模数为1.5；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为0.5μm，氟碳比为1.2，比表面积为450m2/g；所述多孔橡胶的粒径为45mm，孔隙率为25%；所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型；所述玄武岩短切纤维的长度为3mm，直径为10μm。
实施例
一种低吸水率隔音砂浆，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥25份、石英砂45份、石灰石粉15份、氟化石墨烯6份、多孔橡胶粉0.1份、二氧化硅气凝胶8份、玄武岩短切纤维8份、聚羧酸减水剂0.2份、稳定剂15份和缓凝剂0.3份。
上述配伍组分中，所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为60.0MPa；所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为10%；所述自磨干混砂中砂含粉量15%，细度模数为1.5；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为5μm，氟碳比为1，比表面积为400m2/g；所述多孔橡胶的粒径为50mm，孔隙率为25%；所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型；所述玄武岩短切纤维的长度为5mm，直径为10μm。
实施例
一种低吸水率隔音砂浆，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥20份、石英砂30份、石灰石粉8份、氟化石墨烯6份、多孔橡胶粉0.1份、二氧化硅气凝胶8份、玄武岩短切纤维8份、聚羧酸减水剂0.2份、稳定剂8份和缓凝剂0.1份。
上述配伍组分中，所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为40.0MPa；所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为10%；所述自磨干混砂中砂含粉量15%，细度模数为3.5；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为10μm，氟碳比为1.2，比表面积为520m2/g；所述多孔橡胶的粒径为30mm，孔隙率为25%；所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型；所述玄武岩短切纤维的长度为3mm，直径为8μm。
实施例10：
一种低吸水率隔音砂浆，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥24份、石英砂36份、石灰石粉15份、氟化石墨烯6份、多孔橡胶粉0.2份、二氧化硅气凝胶8份、玄武岩短切纤维8份、聚羧酸减水剂0.4份、稳定剂15份和缓凝剂0.3份。
上述配伍组分中，所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为60.0MPa；所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为20%；所述自磨干混砂中砂含粉量10%，细度模数为2.5；所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为8μm，氟碳比为0.5，比表面积为420m2/g；所述多孔橡胶的粒径为30mm，孔隙率为25%；所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型；所述玄武岩短切纤维的长度为5mm，直径为8μm。
上述实施例1-实施例10的低吸水率隔音砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，首先将按照相应的重量份数比例将硅酸盐水泥、石英砂、石灰石粉、氟化石墨烯、多孔橡胶粉、短切玄武岩纤维、聚羧酸减水剂、稳定剂和缓凝剂同时下料，经螺旋搅拌形成A料，然后将A料装入砂浆罐中出厂；
步骤二，根据工地需要配备B料，即二氧化硅气凝胶，装车出厂，然后将A料和B料分开打包一同运往工地；
步骤三，在工地上，采用AB组料工艺制备低吸水率隔音砂浆，具体工艺参数设定如下：（1）设备控制时间：砂浆罐中A料下料时间设定时间为30～50s，加水设定时间为10～20s；（2）放料顺序：先人工投放B料2～4袋后，启动搅拌机，按下料按钮，再按加水按钮；（3）搅拌时间：当下料与加水***自动停止后，开始计时拌合物搅拌时间约为5min，可以进行卸料；拌合物施工稠度为50±5mm。
应用实施例1制得的低吸水率隔音砂浆：在铺设低吸水率隔音砂浆之前，先洒水湿润板面，等板面无吸水冒泡后，涂刷水灰比0.5的水泥胶浆一层或界面剂，不宜涂刷面积过大，随刷随铺隔音砂浆。涂刷水泥胶浆或界面剂后紧跟着铺设隔音砂浆，在灰饼之间将隔音砂浆铺设均匀，铺设完低吸水率隔音砂浆后，关好窗户，隔音砂浆完工后24小时，直接洒水养护，保持湿润，养护时间不少于7天。
对实施例1制得的低吸水率隔音砂浆进行性能检测（包括外观、凝结时间、稠度、抗压强度、保水率、14d拉伸粘结强度、28d收缩率、放射性、撞击声改善量），检测报告数据如下：（1）外观：均匀、干燥无结块；（2）凝结时间：4.8h；（3）稠度：52mm；（4）抗压强度：5.9MPa；（5）保水率：92.4%；（6）14d拉伸粘结强度0.18MPa；（7）28d收缩率：0.14%；（8）放射性：IRa（0.2）、Iγ（0.3）；（9）撞击声改善量：8dB。备注：撞击声改善量样板间室内装饰情况及楼板构造：接收室地面铺设瓷砖，墙体抹灰后刮涂腻子，无家具陈设；铺设样品层前楼板构造为120mm钢筋混凝土，铺设样品层后楼板构造从下到上依次为120mm钢筋混凝土、30mm厚实施例1的隔音砂浆。由此可见，本发明的隔音砂浆达到了预期技术效果，不仅隔音、吸水率低，而且抗压性能优良。
显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本发明所作的举例，而并非对本发明实施的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种低吸水率隔音砂浆，其特征在于，主要由以下重量份数的组分配制而成：硅酸盐水泥20～25份、石英砂30～45份、石灰石粉8～15份、氟化石墨烯3～6份、多孔橡胶粉0.1～0.2份、二氧化硅气凝胶3～8份、玄武岩短切纤维8～15份、聚羧酸减水剂0.2～0.4份、稳定剂8～15份和缓凝剂0.1～0.3份；
所述氟化石墨烯具有褶皱类球形结构，球形尺寸为0.5～10μm，氟碳比为0.5～1.2，比表面积为350～520m2/g。
2.根据权利要求1所述的低吸水率隔音砂浆，其特征在于：所述二氧化硅气凝胶为隔音材料，其比表面积为600m2/g，密度60kg/m³，疏水型。
3.根据权利要求1所述的低吸水率隔音砂浆，其特征在于：所述多孔橡胶粉的粒径为30～50mm，孔隙率为25%。
4.根据权利要求1所述的低吸水率隔音砂浆，其特征在于：所述玄武岩短切纤维的长度为3～5mm，直径为8～10μm。
5. 根据权利要求1所述的低吸水率隔音砂浆，其特征在于：所述石灰石粉为自磨干混砂产生的石灰石粉，细度为10%～30%；所述自磨干混砂中砂含粉量5%～15%，细度模数为1.5～3.5；所述硅酸盐水泥采用红狮P.0 42.5水泥，平均强度为40.0MPa～60.0MPa。
6.一种如权利要求1-5任一所述的低吸水率隔音砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，首先将按照相应的重量份数比例将硅酸盐水泥、石英砂、石灰石粉、氟化石墨烯、多孔橡胶粉、短切玄武岩纤维、聚羧酸减水剂、稳定剂和缓凝剂同时下料，经螺旋搅拌形成A料，然后将A料装入砂浆罐中出厂；
步骤二，根据工地需要配备B料，即二氧化硅气凝胶，装车出厂，然后将A料和B料分开打包一同运往工地；
步骤三，在工地上，采用AB组料工艺制备低吸水率隔音砂浆，具体工艺参数设定如下：（1）设备控制时间：砂浆罐中A料下料时间设定时间为30～50s，加水设定时间为10～20s；（2）放料顺序：先人工投放B料2～4袋后，启动搅拌机，按下料按钮，再按加水按钮；（3）搅拌时间：当下料与加水***自动停止后，开始计时拌合物搅拌时间约为5min，可以进行卸料；拌合物施工稠度为50±5mm。
7.根据权利要求6所述的低吸水率隔音砂浆的制备方法，其特征在于，在使用砂浆罐中材料之前，因考虑到砂浆罐高度差，所以在散装砂浆罐仓第一次装料后，需要放掉0.5～1吨干粉砂浆，以确保产品质量；同时为了减少离析现象的发生在以后的使用过程中不得将砂浆罐仓的干粉砂浆用空，必须保留3～5吨以上并及时通知送货。
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