一种气凝胶改性的无机保温砂浆及其使用方法.pdf

本发明公开了一种气凝胶改性无机保温砂浆；所述气凝胶复合纤维保温材料由硅酸盐水泥、二氧化硅气凝胶颗粒、膨胀玻化微珠、硅灰、可再分散乳胶粉、聚丙烯纤维、纤维素醚和木质纤维为原料复合加工而成；所述气凝胶改性无机保温砂浆具有比现有无机保温砂浆更好的保温性能和施工性能，可替代现有无机保温系统广泛应用于建筑内外墙节能领域。

1.  一种气凝胶改性的无机保温砂浆，其特征在于，由按重量份数计的如下原料组成：
硅酸盐水泥60～80份、二氧化硅气凝胶颗粒10～30份、膨胀玻化微珠40～60份、硅灰10～20份、可再分散乳胶粉2～5份、聚丙烯纤维0.4～1份、纤维素醚0.4～1份和木质纤维1～3份。

2.  如权利要求1所述的无机保温砂浆，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶颗粒的孔隙率大于60％、导热系数小于0.03w/m·k。

3.  如权利要求1所述的无机保温砂浆，其特征在于，所述的膨胀玻化微珠的堆积密度为100～120kg/m³。

4.  如权利要求1所述的无机保温砂浆，其特征在于，所述的可再分散乳胶粉为聚醋酸乙烯类可再分散乳胶粉。

5.  如权利要求1所述的无机保温砂浆，其特征在于，所述的聚丙烯纤维的纤维长度为50～150mm。

6.  如权利要求1所述的无机保温砂浆，其特征在于，所述的纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚。

7.  如权利要求1所述的无机保温砂浆，其特征在于，所述的木质纤维的纤维长度0.5～3mm。

8.  一种如权利要求1所述的无机保温砂浆的使用方法，其特征在于，是将所述的保温砂浆按照与水按照1:(1～2)的质量比，搅拌均匀，即可施工应用。

一种气凝胶改性的无机保温砂浆及其使用方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种气凝胶改性无机保温砂浆。
背景技术
我国是世界上最大的发展中国家，能源消耗不断增加。建筑能耗已成为我国最主要的能耗单元之一，约占社会总能耗的30％，其中60％的能量损失是由建筑墙体造成的。因此，建筑节能很重要的一个措施就是对墙体进行节能技术改造和创新，建立保温系统。在传统的保温材料中，有机类保温材料系统以其优异的保温效果、较轻的材料密度、操作的方便性等优势占据了绝大多数市场份额。有机类保温材料虽然优点很多但是其致命缺点是不能阻燃，使其在施工过程、实际应用存在巨大的火灾隐患，并且其火灾环境中还有可能成为火势蔓延的帮凶。北京央视大楼、上海“11.15”大火就是在外墙外保温施工过程中，因操作不当由保温材料引发的大火。因此国家相关主管部门已经开始关注外墙外保温材料的防火性能，公安部并与2011年3月中旬发布了加强居住建筑外墙外保温材料防火性能要求的第65号文件。顺应形势发展，A级不然的无机玻化微珠砂浆保温系统已成为部分城市的主要保温材料。虽然这些材料克服了有机类保温材料不阻燃的先天性缺陷，但是它们导热系数相对较高，导致要实现较好的隔热保温效果就必须增加材料的厚度，存在着较多推广应用的实际限制因素。因此如何降低无机玻化微珠保温砂浆的导热系数，提供其保温性能是最急迫的需要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有无机保温砂浆导热系数高、保温性能差的特点，采用二氧化硅气凝胶材料改性现有无机保温砂浆技术，在保持原有无机保温砂浆强度、施工等性能的基础上，大大提高其保温性能。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种气凝胶改性的无机保温砂浆，其由按重量份数计的如下原料组成：
硅酸盐水泥60～80份、二氧化硅气凝胶颗粒10～30份、膨胀玻化微珠40～60份、硅灰10～20份、可再分散乳胶粉2～5份、聚丙烯纤维0.4～1份、纤维素醚0.4～1份和木质纤维1～3份。
作为优选方案，所述二氧化硅气凝胶颗粒的孔隙率大于60％、导热系数小于0.03 w/m·k。
作为优选方案，所述的膨胀玻化微珠的堆积密度为100～120kg/m³。
作为优选方案，所述的可再分散乳胶粉为聚醋酸乙烯类可再分散乳胶粉。
作为优选方案，所述的聚丙烯纤维的纤维长度为50～150mm。
作为优选方案，所述的纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚。
作为优选方案，所述的木质纤维的纤维长度0.5～3mm。
一种如本发明所述的无机保温砂浆的使用方法，其是将所述的保温砂浆按照与水按照1:(1～2)的质量比，搅拌均匀，即可施工应用。
二氧化硅气凝胶是一种由纳米量级颗粒相互聚合形成的连续三维网络结构，因其具有特殊的纳米级微孔和骨架结构而致使其热传导效率、对流传热效率和辐射传热效率都得到了有效的限制，所以，气凝胶具有非常低的导热系数，其在常温常压下为0.01～0.03W/(m.K)，是目前世界上导热系数最低的固体材料。并且其材料组成为无机物，属于A级不燃材料，这种材料可以替代现有有机类保温板在外墙外保温系统中应用，可以满足北方严寒地区建筑节能设计标准的要求，特别适宜于在严寒地区推广应用。因此，本发明设想采用二氧化硅气凝胶材料改性现有无机保温砂浆技术，在保持原有无机保温砂浆强度、施工等性能的基础上，大大提高其保温性能。
因此，与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明针对现有无机保温砂浆相比有机保温材料导热系数高、保温性能差的特点，通过采用具有超低导热系数的二氧化硅气凝胶材料复合方法，使其导热系数有原来的最低0.07w/m·k，降为0.05w/m·k，大大改善现有无机保温砂浆的保温性，同时保证其他性能满足施工质量要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明所述气凝胶材料改性无机保温砂浆由硅酸盐水泥、二氧化硅气凝胶颗粒、膨胀玻化微珠、硅灰、可再分散乳胶粉、聚丙烯纤维、纤维素醚和木质纤维为原料，经过预搅拌干混复合加工而成。
实施例1
本实施例涉及的气凝胶材料改性无机保温砂浆具体步骤如下：
将硅酸盐水泥60份、孔隙率大于60％、且导热系数小于0.03w/m·k的二氧化硅气凝胶颗粒10份、堆积密度为100～120kg/m³的膨胀玻化微珠40份、平均粒径在0.1μm，比表面积为:28m²/g的硅灰10份、聚醋酸乙烯类可再分散乳胶粉2份、长度为50mm的聚丙烯纤维0.4份、羟丙基甲基纤维素醚0.4份和木质纤维1份投入搅拌机中搅拌5min，得到干粉砂浆，将所述干粉砂浆倒入料桶，按照砂浆与水的质量比为1：1加水，再次搅拌均匀，即可施用应用。由上述方法制备的无机保温砂浆试样经导热仪(沈阳紫微CD-DR2030)检测，导热系数为0.064w/m·k。
实施例2
本实施例涉及的气凝胶材料改性无机保温砂浆具体步骤如下：
将硅酸盐水泥75份、孔隙率大于60％、且导热系数小于0.03w/m·k的二氧化硅气凝胶颗粒20份、堆积密度为120kg/m³的膨胀玻化微珠50份、平均粒径在0.3μm，比表面积为:28m²/g的硅灰15份、聚醋酸乙烯类可再分散乳胶粉4份、长度为150mm的聚丙烯纤维0.6份、羟丙基甲基纤维素醚0.6份和木质纤维2份投入搅拌机中搅拌5min，得到干粉砂浆，将所述干粉砂浆倒入料桶，按照砂浆与水的质量比为1：1.5加水，再次搅拌均匀，即可施用应用。由上述方法制备的无机保温砂浆试样经导热仪(沈阳紫微CD-DR2030)检测，导热系数为0.062w/m·k。
实施例3
本实施例涉及的气凝胶材料改性无机保温砂浆具体步骤如下：
将硅酸盐水泥80份、孔隙率大于60％、且导热系数小于0.03w/m·k的二氧化硅气凝胶颗粒30份、堆积密度为110kg/m³的膨胀玻化微珠60份、平均粒径在0.15μm，比表面积为:25m²/g的硅灰20份、聚醋酸乙烯类可再分散乳胶粉5份、长度为100mm的聚丙烯纤维1份、羟丙基甲基纤维素醚1份和木质纤维3份投入搅拌机中搅拌5min，得到干粉砂浆，将所述干粉砂浆倒入料桶，按照砂浆与水的质量比为1：2加水，再次搅拌均匀，即可施用应用。由上述方法制备的无机保温砂浆试样经导热仪(沈阳紫微CD-DR2030)检测，导热系数为0.05w/m·k。
综上所述，本发明针对现有无机保温砂浆相比有机保温材料导热系数高、保温性能差的特点，通过采用具有超低导热系数的二氧化硅气凝胶材料复合方法，使其导热系数有原来的最低0.07w/m·k，降为0.05w/m·k，大大改善现有无机保温砂浆的保温性，同时保证其他性能满足施工质量要求。
对比例1
将硅酸盐水泥110份、堆积密度为120kg/m³的膨胀玻化微珠60份、平均粒径在0.15μm，比表面积为:25m²/g的硅灰20份、聚醋酸乙烯类可再分散乳胶粉5份、长度为100mm的聚丙烯纤维1份、羟丙基甲基纤维素醚1份和木质纤维3份投入搅拌机中搅拌5min，得到干粉砂浆，将所述干粉砂浆倒入料桶，按照砂浆与水的质量比为1：3加水，再次搅拌均匀，即可施用应用。由上述方法制备的无机保温砂浆试样经导热仪(沈阳紫微CD-DR2030)检测，导热系数为0.075w/m·k。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。