一种高强石膏砂浆及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于石膏砂浆技术领域，具体涉及一种高强石膏砂浆及其制备方法与应用。


背景技术：

2.随着城镇化建设的推进，房屋墙面装饰装修工程越来越备受关注。目前市面上使用的部分墙体装饰喷涂料大多是使用水泥砂浆喷淋成型后，使用乳胶漆喷涂晾干后再使用染料染色覆盖而成；同时石膏基墙面装饰材料通常掺入水泥，由于黏结力较低，因此容易出现墙体开裂、粉刷层脱落等质量问题。
3.申请号为cn201710087767.6的中国专利公开了一种磷石膏基外墙内保温抗裂砂浆的制备方法，该抗裂砂浆的组成和质量百分比为磷建筑石膏40％～80％，烘干砂20％～50％，水泥0％～20％，粉煤灰0％～5％，高性能塑化剂0％～0.2％，触变剂0％～0.2％，保水剂0.1％～0.3％，石膏缓凝剂0.01％～0.4％，高分子聚合物0％～3％，抗裂纤维0％～0.25％。本发明以工业副产物磷石膏经水洗煅烧制得的磷建筑石膏为胶凝材料，克服了水泥基材料易收缩空鼓开裂的问题，充分利用石膏材料凝结硬化快、体积稳定性好、自身压折比低的特点制备出压折比＜2.5、可操作时间1～2h、终凝时间＜3h、与保温板的粘结强度＞0.10mpa且破坏均发生在保温板内的抗裂砂浆。用于外墙内保温，成本低廉，减少了环境污染，生产工艺简单，能耗低，产品性能良好，与其它保温板抗裂产品比较，更具市场竞争力，实用性强。
4.申请号为cn202111228530.8的中国专利公开了一种用于房屋外墙的特种高强防水石膏砂浆，以磷石膏作为主体材料，充分利用磷石膏废弃物制备石膏砂浆，达到了节能减排和循环利用的技术效果，与其他类型的磷石膏基材料相比，其具有强烈的粘接性能，可以充分的避免墙体开裂、起皮严重甚至整体脱落情况的发生。因为通过试验检测，在浸泡长达10个月以上的特种高强防水石膏砂浆没有产生任何不良现象，可以有效的避免应水浸泡而导致的其他问题。
5.但现有技术中仍需掺入细砂或水泥，一方面造成石膏利用率降低，另一方面掺入水泥仍无法有效克服粘接性能不理想的现象，且成本较高，掺入细砂虽然能够降低水泥用量从而降低成本，但细砂具有较高的吸水率，会使砂浆基体中自由水的含量降低，进而导致砂浆的流变性能变差。
6.另外，在建筑领域中对外墙装饰材料和内墙装饰材料的要求是不同的，比如对于内墙装饰材料要求耐污染、易清洁、防水等，外墙装饰材料要求防火防水、耐腐蚀等，所以要研究一种适用于房屋墙面装饰的高强石膏砂浆。


技术实现要素：

7.本发明针对现有技术的不足，提出了一种高强石膏砂浆及其制备方法与应用。
8.具体是通过以下技术方案来实现的：
9.一种高强石膏砂浆按质量百分比计由如下原料组成：激发剂0.5％-5％，防水剂0.1％-0.5％，减水剂0.1％-0.5％，胶粉0.3％-0.8％，纤维素0.3％-0.5％，余量为高温石膏粉。
10.更进一步的，所述高强石膏砂浆按质量百分比计由如下原料组成：激发剂2.5％，防水剂0.3％，减水剂0.3％，胶粉0.5％，纤维素0.4％，余量为高温石膏粉。
11.所述高温石膏粉是300～450℃高温煅烧的磷石膏粉。
12.进一步的，所述减水剂是聚羧酸类减水剂。
13.进一步的，所述纤维素为羟丙基甲基纤维素。
14.进一步的，所述防水剂为脂肪酸类防水剂或有机硅防水剂。
15.所述激发剂由氨水、硅酸钠、硅酸锂和二氧化钛组成。
16.所述激发剂按质量比百分比由氨水30-35％、硅酸锂6-9％，二氧化钛0.2-0.7％，余量为硅酸钠。
17.所述硅酸钠的尺寸为1-10μm。
18.所述硅酸锂的尺寸为1-10μm。
19.所述二氧化钛的尺寸为1-100nm。
20.所述高强石膏砂浆的制备方法是按配方量取高温石膏粉、激发剂、防水剂、减水剂、胶粉、纤维素置于搅拌机中搅拌5-10min即得。
21.所述高强石膏砂浆在制作房屋墙面装饰材料中的应用。
22.进一步地，所述房屋墙面装饰材料为外墙装饰材料或内墙装饰材料。
23.所述高强石膏砂浆在制作房屋墙面装饰材料中的应用方法，根据喷涂面积计算高强石膏砂浆用量后，按照每千克高强石膏砂浆外加35％-60％的水，和/或0.1-0.5％的彩色颜料，高速搅拌110-130s，可将砂浆搅拌成为流体状态的浆体，将流体状态的浆体使用喷浆机快速喷淋至墙体面层。
24.所述高速搅拌的转速为600-800转/min。
25.技术原理：
26.以磷石膏作为砂浆主要成分，能够赋予砂浆良好的保水性，避免因快速失水而产生开裂现象。石膏晶体的质量和体积在凝结现象中逐渐变大增多，因此网状结构也变得密实，从而改善抗压、抗折强度。
27.以氨水、硅酸钠、硅酸锂作、二氧化钛为激发剂，能够有效激发出活性生成水化产物，硅酸钠和硅酸锂会水解产生硅酸根，这有利于生成c-s-h凝胶，并且由于锂离子半径小，电荷密度高，能更好地在磷石膏孔隙中传输、迁移，进而保证反应的充分进行，良好地内部孔隙结构进行密封，提高了砂浆的固化、表面修饰、防污防水的效果。
28.严格规定硅酸钠和硅酸锂的尺寸能够改善其分散效果，进而使得激发全面、充分；而利用氨水、硅酸钠和硅酸锂，能够避免直接使用强碱试剂而带来的安全隐患以及避免直接对搅拌设备进行腐蚀、损坏，这样即可以降低生产成本，也可以降低设备维护维修成本。
29.限定二氧化钛的尺寸能够改善其吸附效果，增强与其他物料的相容性和结合能力。
30.限定高速搅拌的转速，一方面能够发挥机械激发的作用，进而实现与化学激发的有效结合，另一方面能够改善物质活性和接触性。
31.有益效果：
32.(1)本发明的高强石膏砂浆具有优异的防水性能、粘结性能，较好的粘结强度使石膏砂浆与墙体的结合不易空鼓脱落，且其在凝结硬化的过程中收缩极小，几乎可忽略不计，因此墙体不会出现龟裂现象。
33.(2)本发明的高强石膏砂浆能够同时符合外墙墙面和内墙墙面的标准。
34.(3)本发明的高强石膏砂浆与彩色调料具有良好的相容性，涂覆效果优质、均匀。
35.(4)本发明的高强石膏砂浆与石膏基墙体材料有着良好的粘接吸附效果，能够确保长时间内不会发生非人为因素导致的脱落情况。
36.(5)本发明的高强石膏砂浆制作成本低，配方简单，原料来源广。
具体实施方式
37.下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
38.实施例1-实施例5
39.一种高强石膏砂浆按质量百分比计由如表1原料组成：
40.表1
41.项目激发剂防水剂减水剂胶粉纤维素高温石膏实施例10.5％0.1％0.1％0.3％0.3％98.7％实施例25％0.5％0.5％0.8％0.5％92.7％实施例35％0.2％0.4％0.6％0.5％93.3％实施例42.5％0.3％0.3％0.5％0.4％96.0％实施例52％0.4％0.2％0.7％0.4％96.3％对照组
‑‑
0.3％0.3％0.5％0.4％98.5％
42.所述高温石膏粉是300℃高温煅烧的磷石膏粉；
43.所述减水剂是聚羧酸类减水剂；
44.所述纤维素为羟丙基甲基纤维素；
45.所述防水剂为脂肪酸类防水剂；
46.所述激发剂由氨水、硅酸钠、硅酸锂和二氧化钛组成；
47.所述激发剂按质量比百分比由氨水32％、硅酸锂8％，二氧化钛0.5％，余量为硅酸钠；
48.所述硅酸钠的尺寸为5μm。
49.所述硅酸锂的尺寸为5μm。
50.所述二氧化钛的尺寸为50nm。
51.所述高强石膏砂浆的制备方法是按配方量取高温石膏粉、激发剂、防水剂、减水剂、胶粉、纤维素置于搅拌机中搅拌10min即得；
52.抗压强度检测：按试验配比量取原料，按照每千克高强石膏砂浆外加60％的水制成均匀浆料，倒入70.7mm
×
70.7mm
×
70.7mm砂浆浆料试模中，24h后脱模，试块抗压强度的测定参照规范gb/t17669.3-1999《建筑石膏力学性能测定》的要求养护试块，在龄期7d、28d
时检测试块的抗压强度，结果见表2；
53.表2
[0054][0055]
砂浆机械喷涂施工现场模拟：先在实验室空地选址砌一堵长、高为2m
×
1.8m红砖砌体墙，由于地基基础为混凝土结构，故采用植筋技术进行墙体加固，以确保砌体墙不会倒塌。墙体的两个面分别用机械喷涂抹灰和人工抹灰。抹灰前先做灰饼，在确定灰饼的正确位置后，先抹上灰饼，再抹下灰饼，然后用激光找平仪进行灰饼找平，等待正式机械喷涂与人工抹灰；称量好用于机械喷涂的干混抹灰砂浆倒入砂浆搅拌喷涂一体机的搅拌斗进料口，开动搅拌机电源，将砂浆干拌均匀，然后倒入预先准备好的自来水，掺水60％，待砂浆搅拌完毕后，打开搅拌斗出料口，将砂浆转移到喷涂机的料斗中，先打开空气泵再打开螺杆泵，待喷枪口出料均匀连续时，将喷枪口对准墙面开始按从上到下的s形路线巡回喷涂工作，根据喷涂机空气泵的压力和喷枪口出料情况调整喷嘴距离墙面的角度和距离，根据出料速度调整喷枪的移动速度，以砂浆大致均匀覆盖墙面为准，让喷涂工作达到最佳的施工效果。喷涂工作结束后要及时将管道内残存的砂浆冲洗干；待喷涂砂浆初凝后，用铝合金靠尺刮除超出灰饼的多余砂浆，保证墙面的基本平整。其次，如发现局部砂浆厚度小于灰饼厚度时，应及时用砂浆补足，并搓揉压实砂浆抹灰完成后，及时洒水养护，每天宜养护3次，根据天气情况调整洒水养护次数。
[0056]
机械喷涂抹灰和人工抹灰完成后，对抹灰层进行洒水的养护，养护到期后对砂浆进行现场拉伸粘结强度模拟检测。试验方法参照中华人民共和国行业标准jgj/t220-2010《抹灰砂浆技术规程》规范，抹灰砂浆拉伸粘结强度试验步骤如下：
[0057]
(1)在抹灰层达到规定龄期(即抹灰施工完成28d后)后进行拉伸粘结强度试验取样，取样面积大于2m2，取样数量为7个。
[0058]
(2)按拉拔板的尺寸在抹灰层上划线，然后按划线尺寸用手持切割机切割，切割应深入基层，切割应比拉拔板尺寸边界略长一些，且切入基层深度不应大于2mm，损坏试样作废。
[0059]
(3)粘结拉拔板，且符合下列要求：a.在粘结前，应清除拉拔板及抹灰层表面污渍杂物，并保持干燥，当现场温度低于5℃时，拉拔板应先预热；b.胶黏剂即哥俩好ab胶应按说明书配比使用，搅拌均匀、随配随用，涂抹时胶黏剂覆盖拉拔板划线尺寸100％；c.拉拔板粘贴后用手轻轻按压直至拉拔板不坠落。
[0060]
(4)在顶部拉拔板上安装带有万向接头的拉力杆，拉力杆穿过粘结强度检测仪千斤顶中心，并与拉板板垂直。
[0061]
(5)调整千斤顶活塞，固定好检测仪后，拧紧拉力杆螺母，并将数字式显示器调零。
[0062]
(6)匀速转动手柄升压，直至抹灰层断开，记录显示器峰值即为该组试件拉伸粘结强度荷载。
[0063]
(7)试验完毕后，将拉板板表面粘结剂清理干净放置于干燥处。
[0064]
试验结果的确定应符合jgj/t220-2010《抹灰砂浆技术规程》规范的规定：(1)试验
拉伸粘结强度按式1计算：ri＝xi/si，其中，ri为第i个试样的粘结强度(mpa)，精确到0.1mpa；xi为第i个试样的粘结力(n)，精确到1n；si为第i个试样的断面面积(mm2)，精确到1mm2。(2)应取7个试样拉伸粘结强度的平均值作为试验结果。当7个测定值中有一个超出平均值的20％，应去掉最大值和最小值，并取剩余5个试样的粘结强度平均值为试验结果；当5个测定值中有一个超出平均值的20％，应再次去掉其中最大值和最小值，并取剩余3个试样的粘结强度平均值为试验结果。当5个测定值中有两个超出平均值的20％，该组试验结果判定为无效。现场拉伸粘结强度检测结果如表3所示；
[0065]
表3
[0066][0067]
实施例6
[0068]
所述高强石膏砂浆在制作房屋外墙墙面装饰材料中的应用；根据喷涂面积计算高强石膏砂浆用量后，按照每千克高强石膏砂浆外加35％-60％的水，高速搅拌110-130s，可将砂浆搅拌成为流体状态的浆体，将流体状态的浆体使用喷浆机快速喷淋至墙体面层。
[0069]
实施例7
[0070]
根据喷涂面积计算高强石膏砂浆用量后，按照每千克高强石膏砂浆外加60％的水、0.5％的彩色颜料，高速搅拌120s，可将砂浆搅拌成为流体状态的浆体，将流体状态的浆体使用喷浆机快速喷淋至墙体面层。
[0071]
研究彩色填料氧化铁红、氧化铁黄、酞菁蓝、单偶氮黄色颜料与砂浆的相容性，设置4组试验组，同时以不掺入彩色颜料为对照组，按照本实施例的方法制成浆体，静置5min后观察各组情况如表4下：
[0072]
表4
[0073][0074]