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1、(10)申请公布号 CN 102807345 A (43)申请公布日 2012.12.05 CN 102807345 A *CN102807345A* (21)申请号 201210243611.X (22)申请日 2012.07.16 C04B 28/04(2006.01) C04B 22/06(2006.01) (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨浦区四平路 1239 号 (72)发明人 王培铭 朱绘美 张国防 薛伶俐 (74)专利代理机构 上海正旦专利代理有限公司 31200 代理人 张磊 (54) 发明名称 一种纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆及其制 备方法 (57) 摘要。
2、 本发明属于建筑材料领域, 具体来说是一种 纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆及其制备方法。 本发明所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 各组分的质量分数如下 : 水泥 : 12% 17%, 矿物 掺合料 : 3% 8%, 纳米材料 : 0.2% 0.6%, 重钙 : 8% 12%, 石英砂 : 60% 70%, 乳胶粉 : 1.5% 2.2%, 纤维素醚 : 0.6% 1%, 颜料 : 0.4% 1%, 其 他添加剂 : 0.2% 0.4%。本发明所述的纳米改性 硅酸盐水泥基饰面砂浆解决了硅酸盐水泥基饰面 砂浆易泛碱和易沾污的难题, 施工性能良好、 施工 效率高, 与各种基材相容性和匹配性好, 且。
3、具有色 泽色彩均匀均一、 强度较高、 耐候性好、 透气性好、 防水性好、 成本低等优点 ; 尤其适用做建筑外墙 外保温系统的面层装饰材料。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 1/1 页 2 1. 一种纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其特征在于 : 其组分及质量百分比为 : 水泥 : 12% 17% 矿物掺合料 : 3% 8% 纳米材料 : 0.2% 0.6% 重钙 : 8% 12% 石英砂 : 60% 70% 乳胶粉 : 1.5% 2.2% 纤维素醚 : 0.6% 1% 颜。
4、料 : 0.4% 1% 其他添加剂 : 0.2% 0.4%。 2. 根据权利要求 1 所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其特征在于 : 所述水泥为 强度等级为 52.5R 的白色硅酸盐水泥。 3. 根据权利要求 1 所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其特征在于 : 所述矿物掺 合料为 S95 级矿渣粉及磨细煅烧偏高岭土。 4. 根据权利要求 1 所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其特征在于 : 所述纳米材 料为粒度 20nm 50nm 的纳米 SiO2。 5. 根据权利要求 1 所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其特征在于 : 所述石英砂 采用如下粒径和级配 : 40-70 目。
5、 : 55% 65%, 70-100 目 : 35% 55%。 6. 根据权利要求 1 所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其特征在于 : 所述乳胶粉 为醋酸乙烯乙烯基可再分散乳胶粉。 7. 根据权利要求 1 所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其特征在于 : 所述纤维素 醚为黏度为 5000Pa.s 8000Pa.s 的羟乙基甲基纤维素。 8. 根据权利要求 1 所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其特征在于 : 所述颜料为 氧化铁系列无机颜料。 9. 根据权利要求 1 所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其特征在于 : 所述其他添 加剂包括憎水剂、 淀粉醚、 木质纤维 ; 各添加剂。
6、在饰面砂浆的质量百分比为憎水剂 0.2%、 淀 粉醚 0 0.02%、 木质纤维 0 0.2%。 10. 一种如权利要求 1 所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆的制备方法, 其特征在 于具体步骤为 : 按给定组分的质量分数称量出各原材料, 然后将其混合均匀, 即形成纳米改 性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 混合时间为 3 5 分钟。 11. 一种如权利要求 1 所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆的使用方法, 其特征在 于具体为 : 工程施工应用时, 将饰面砂浆干粉料与水按 1000:(170 190) 的比例拌合, 搅 拌 2 3 分钟, 然后静置 3 5 分钟后即可使用。 权 利 要 求 书 CN 。
7、102807345 A 2 1/5 页 3 一种纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于建筑材料领域, 具体涉及一种在使用过程中不泛碱, 同时具有良好耐 沾污性及耐候性的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆及其制备方法。 背景技术 0002 饰面砂浆是一种新型墙体装饰材料, 与有机涂料饰面材料相比, 具有很好的耐久 性, 可降低墙体饰面维护翻新的费用 ; 与瓷砖饰面材料相比, 饰面砂浆厚度仅为 1 5mm, 重 量轻, 可显著降低墙体外保温系统的负荷, 尤其是作为高层建筑饰面时, 可避免因负风压而 出现的瓷砖掉落现象。在发达国家, 饰面砂浆已广泛代替涂料和瓷砖应用于建筑。
8、物的墙体 装饰。 但饰面砂浆在推广应用中也存在一些不尽如人意的地方, 最突出的问题是易泛碱。 泛 碱通常不会造成饰面砂浆明显的破坏, 但会影响饰面砂浆的装饰效果, 而且经常在建筑物 投入使用后的很短时间内即产生。 0003 国内外研究者在改善饰面砂浆泛碱方面也进行了一系列研究, 所涉及到的改善方 法主要集中于几个方面 : 用铝酸盐水泥大部分取代甚至完全取代硅酸盐水泥 ; 减少硅酸盐 水泥用量, 增大聚合物掺量 ; 添加泛碱抑制剂 ; 在饰面砂浆表面做清漆罩面处理, 产生憎水 薄膜, 与大气隔离, 阻止 Ca(OH)2与 CO2反应。 0004 本发明在使用硅酸盐水泥为主要胶凝材料且较低聚合物掺。
9、量的基础上, 不添加泛 碱抑制剂, 不对砂浆表面做罩面处理, 仅通过采用纳米 SiO2与掺加矿物掺合料 (矿渣、 偏高 岭土) 进行改性来改善饰面砂浆的泛碱性能。众所周知, 硅酸盐水泥水化产生的 Ca(OH)2是 饰面砂浆泛碱的主因, Ca(OH)2易随孔隙水迁移至砂浆表面并与空气中的 CO2反应而形成白 色 CaCO3沉淀, 此外 Na+、 K+、 SO42-也会迁移至砂浆表面结合并析出形成白色沉淀, 这些白色 物质不均匀地分布在饰面砂浆表面, 将影响其装饰效果。 本发明中掺加的矿渣、 偏高岭土及 纳米SiO2一方面能消耗水泥水化过程中生成的Ca(OH)2, 减少泛碱产生的来源 ; 另一方面。
10、还 能改善砂浆的致密度, 特别是粒径在纳米尺度的纳米 SiO2可以堵塞砂浆中的微小孔隙, 减 少离子向外迁移的通道 ; 此外, 纳米SiO2还具有宏观尺度材料所不具备的优良特性, 能显著 改善饰面砂浆的耐候性及耐沾污性。 0005 发明内容 0006 为克服水泥基饰面砂浆易泛碱、 易沾污的难题, 以及提升墙体饰面材料耐久性和 长期使用性能, 本发明的目的在于提供一种造价较低、 适合于墙体尤其是外墙外保温系统 的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆及其制备方法, 该体系在较低聚合物掺量、 不掺加泛碱 抑制剂、 不做罩面处理的条件下, 以硅酸盐水泥为主要胶凝材料, 通过掺加矿物掺合料和采 用纳米 SiO2。
11、进行改性, 达到饰面砂浆在使用过程中无泛碱现象出现, 同时具有好的耐沾污 性及耐候性的目的。 0007 本发明采用如下技术方案来实现上述目的 : 一种纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂 说 明 书 CN 102807345 A 3 2/5 页 4 浆, 其组分及质量百分比为 : 水泥 : 12% 17% 矿物掺合料 : 3% 8% 纳米材料 : 0.2% 0.6% 重钙 : 8% 12% 石英砂 : 60% 70% 乳胶粉 : 1.5% 2.2% 纤维素醚 : 0.6% 1% 颜料 : 0.4% 1% 其他添加剂 : 0.2% 0.4%。 0008 本发明中, 所述水泥为强度等级为 52.5R 的白色。
12、硅酸盐水泥。 0009 本发明中, 所述矿物掺合料为 S95 级矿渣粉及磨细煅烧偏高岭土。 0010 本发明中, 所述纳米材料为粒度 20nm 50nm 的纳米 SiO2。 0011 本发明中, 所述石英砂采用如下粒径和级配 : 40-70 目 : 55% 65%, 70-100 目 : 35% 55%。 0012 本发明中, 所述乳胶粉为醋酸乙烯乙烯基可再分散乳胶粉。 0013 本发明中, 所述纤维素醚为黏度为5000Pa.s8000Pa.s的羟乙基甲基纤维素醚。 0014 本发明中, 所述颜料为氧化铁系列无机颜料。 0015 本发明中, 所述其他添加剂包括憎水剂、 淀粉醚和木质纤维 ; 各。
13、添加剂在饰面砂浆 的重量百分比为憎水剂 0.2%、 淀粉醚 0 0.02%、 木质纤维 0 0.2%。 0016 本发明提出的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆的制备方法, 具体步骤如下 : 按 给定组分的质量分数称量出各原材料, 然后将其混合均匀, 即可形成纳米改性硅酸盐水泥 基饰面砂浆, 混合时间为 3 5 分钟。 0017 本发明提出的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆的使用方法, 具体为 : 工程施工应 用时, 将该饰面砂浆干粉料与水按 1000:(170-190) 的重量比拌合, 搅拌 2 3 分钟, 然后 静置 3 5 分钟后即可使用。 0018 本发明纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆的检测结果如。
14、下 : 表一 纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆基本性能 说 明 书 CN 102807345 A 4 3/5 页 5 由上表可以看出, 本发明所述的纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆无可见泛碱, 可操作 时间长, 初期干燥抗裂性好, 抗压、 抗折及拉伸粘结强度高, 耐沾污性好, 各项指标均超过国 家标准和实际工程要求。 0019 本发明的优点是成本低, 无泛碱, 耐沾污、 耐候性好, 长期使用性能好, 色泽持久, 与各种外墙保温系统匹配性好, 不易开裂, 防水透气性好 ; 而且制备过程和应用方法简单便 捷。 具体实施方式 0020 下面通过实施例进一步说明本发明。 0021 实施例 1 : 一种纳米改性。
15、硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其组分及配比 (质量百分比) 为 : 水泥 : 12%, 矿渣粉 : 6%, 偏高岭土 : 2%, 纳米 SiO2: 0.2%, 重钙粉 : 12%, 40-70 目石英砂 : 41.9 %, 70-100 目石英砂 : 23%, 乳胶粉 : 2.2%, 纤维素醚 : 0.08%, 憎水剂 : 0.2%, 淀粉醚 : 0.02%, 氧 化铁红 : 0.4%。 0022 表二 实施例 -1 纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆性能指标 项目实测性能 可操作时间150min 初期干燥抗裂性无裂纹 30min 吸水量 /g0.7 240min 吸水量 /g1.2 抗折强度 /MPa3。
16、.2 抗压强度 /MPa7.5 拉伸粘结强度 /MPa0.8 抗泛碱性无可见泛碱, 不掉粉 耐沾污性 (白色或浅色)2 实施例 2 : 一种纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其组分及配比 (质量百分比) 为 : 水 泥 : 15%, 矿渣粉 : 4%, 偏高岭土 : 1%, 纳米 SiO2: 0.4%, 重钙粉 : 10%, 40-70 目石英砂 : 38%, 说 明 书 CN 102807345 A 5 4/5 页 6 70-100 目石英砂 : 28.58%, 乳胶粉 : 2%, 纤维素醚 : 0.1%, 憎水剂 : 0.2%, 淀粉醚 : 0.02%, 木质 纤维 : 0.1%, 氧化铁黑。
17、 : 0.6%。 0023 表三 实施例 -2 纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆性能指标 项目实测性能 可操作时间180min 初期干燥抗裂性无裂纹 30min 吸水量 /g1.5 240min 吸水量 /g2.4 抗折强度 /MPa3.5 抗压强度 /MPa7.5 拉伸粘结强度 /MPa0.7 抗泛碱性无可见泛碱, 不掉粉 耐沾污性 (白色或浅色)1 实施例 3 : 一种纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其组分及配比 (质量百分比) 为 : 水 泥 : 16%, 矿渣粉 : 3%, 偏高岭土 : 1%, 纳米 SiO2: 0.4%, 重钙粉 : 11%, 40-70 目石英砂 : 37 %, 70。
18、-100 目石英砂 : 28.48%, 乳胶粉 : 1.8%, 纤维素醚 : 0.1%, 憎水剂 : 0.2%, 淀粉醚 : 0.02%, 木 质纤维 : 0.2%, 氧化铁黄 : 0.8%。 0024 表四 实施例 -3 纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆性能指标 项目实测性能 可操作时间160min 初期干燥抗裂性无裂纹 30min 吸水量 /g0.9 240min 吸水量 /g1.5 抗折强度 /MPa3 抗压强度 /MPa7 拉伸粘结强度 /MPa0.9 抗泛碱性无可见泛碱, 不掉粉 耐沾污性 (白色或浅色)2 实施例 4 : 一种纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆, 其组分及配比 (质量百分比)。
19、 为 : 水 泥 : 17%, 矿渣粉 : 2%, 偏高岭土 : 1%, 纳米 SiO2: 0.6%, 重钙粉 : 8%, 40-70 目石英砂 : 40 %, 70-100 目石英砂 : 28.56%, 乳胶粉 : 1.5%, 纤维素醚 : 0.12%, 憎水剂 : 0.2%, 淀粉醚 : 0.02%, 氧化铁红 : 1%。 0025 表五 实施例 -4 纳米改性硅酸盐水泥基饰面砂浆性能指标 项目实测性能 可操作时间200min 初期干燥抗裂性无裂纹 30min 吸水量 /g0.8 240min 吸水量 /g1.4 抗折强度 /MPa3 抗压强度 /MPa7.5 拉伸粘结强度 /MPa0.9。
20、 抗泛碱性无可见泛碱, 不掉粉 耐沾污性 (白色或浅色)1 由以上实施例可见, 本发明所涉及的硅酸盐水泥基饰面砂浆无泛碱, 且各项指标均满 足工程要求, 可以作为外墙装饰材料推广使用。 0026 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发 明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改, 并把在此说明的 说 明 书 CN 102807345 A 6 5/5 页 7 一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此, 本发明不限于这里的实施 例, 本领域技术人员根据本发明的揭示, 对于本发明做出的改进和修改均应该在本发明的 保护范围之内。 说 明 书 CN 102807345 A 7 。