一种轻质耐水的石膏基彩色饰面砂浆的制备方法

本发明涉及工业固体废弃物资源化综合利用，尤其涉及一种轻质耐水的石膏基彩色饰面砂浆的制备方法。

背景技术：

1、彩色饰面砂浆作为一种新型建筑材料，因其自然持久的装饰效果、易加工性、施工便捷性及环保性而受到青睐，开始广泛替代瓷砖和涂料被用于建筑墙面装饰。石膏砂浆抹灰技术作为一种新型的内、外墙粉刷技术，已被广泛应用于建筑的粉刷和装修。石膏基饰面砂浆以胶凝材料、填料、外加剂或骨料等所组成，通常采用建筑石膏、高强石膏作为胶凝材料，辅以缓凝剂、保水剂等外加剂来改善石膏砂浆性能。此外，可根据饰面要求适当加入骨料，改善石膏砂浆耐久性和施工质量，但骨料的掺入会直接影响石膏砂浆的强度，况且石膏制品具有脆弱性、吸水性强、耐火性差等缺点，因此石膏砂浆制品中常添加化学外加剂或者矿物外加剂来改善其性能以及用途。

2、例如cn114315296a公开了一种石膏基彩色饰面砂浆及制备方法，该石膏基彩色饰面砂浆包括：石膏20～25份、铝酸盐水泥5～10份、硅酸盐水泥0～5份、粉煤灰1～5份、石英砂70～80份、添加剂3～6份、颜料0 .5～1 .0份，水的添加量为石膏、铝酸盐水泥、硅酸盐水泥总质量60-70％；但是该方法存在水泥的高造价及生产过程中的高能耗及污染的问题。

3、例如cn113683379a公开了本发明提供了一种聚合物彩色饰面砂浆的制备方法，该饰面砂浆包含质量份数为：75—90份铝酸盐水泥，15—25份石膏，5—10份纳米二氧化硅，10—15份重钙粉，250—350份砂，5—8份乳胶粉，2—4份颜料，0 .2—0 .6份纤维素醚，0.1—0 .3份消泡剂，10—15份的乳液，60—70份的水；但是该方法石膏占比较少水泥和沙子占比较高，因此该方法存在成本较高，固废利用率较低，推广性较低的问题。

4、工业副产石膏的成分受到众多因素的影响，由于原材料的复杂成分和难以避免的杂质，外加剂如保水剂和缓凝剂的有效工作需要调整 ph 值以确保最佳性能；但随着其他外加剂的掺入，会导致石膏砂浆缓凝时间不可控制，强度也会大幅降低，无法满足所需的饰面性能，因此需深入探究各种外加剂与石膏砂浆的适应性及作用机理，保证石膏砂浆同时满足凝结时间及强度要求。

5、例如《硅酸盐通报》第33卷第4期“不同保水剂对石膏性能的影响”一文中阐述了掺入保水剂可提高石膏基凝固件水分保持率，延长水分保持时间；《硅酸盐通报》第41卷第7期“缓凝剂对磷建筑石膏-普通硅酸盐水泥复合体系性能的影响及其机理研究”一文中探讨了三种缓凝剂对β-hpg-opc 复合体系性能的影响，通过测试凝结时间和抗压强度来表明缓凝剂sc对初凝时间的延缓作用较好；《当代化工》第 45卷 第 7期“化学外加剂对抹灰砂浆性能影响规律及掺量确定” 一文中分析并论证了可再分散乳胶粉形成的聚合物膜对砂浆粘接强度、抗折强度及柔韧性具有改善作用；《新型建筑材料》2021年第10期“石膏基 eps轻混凝土的性能影响因素研究” 一文中分析了缓凝剂、纤维素醚和淀粉醚等多种石膏外加剂对脱硫石膏浆体性能的影响，并表明当eps与浆体体积比为1.4，缓凝剂、纤维素醚、淀粉醚掺量分别为0.2%、0.2%、0.05%时，加入适量水即可搅拌得到颗粒分布均匀的石膏基eps轻混凝土，强度达到2mpa。

6、总结上述发现，控制好缓凝剂和保水剂的掺量对于制备性能优异的石膏砂浆是关键，适当比例的颜料添加可以优化混凝土和水泥砂浆的强度和密实性，而过量添加则可能有损性能。当前对彩色混凝土和水泥基砂浆的研究较为成熟，但针对石膏基饰面砂浆，尚需探究颜料掺入对其性能的具体影响，并需要考虑其和石膏的配比和优化，以使彩色石膏基饰面砂浆满足所需的饰面性能。因此我们提出一种轻质耐水的石膏基彩色饰面砂浆的制备方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种轻质耐水的石膏基彩色饰面砂浆的制备方法，研究确定石膏基彩色饰面砂浆中磷建筑石膏、磷高强石膏复掺和颜料、保水剂、缓凝剂的最优配比，同时再掺入玻化微珠后的效果，及其制备过程中的凝结时间和搅拌速率，解决现有技术的石膏砂浆凝结时间不稳定、易起粉、高多孔性、缺乏韧性、抗水性能差和砂浆密度大的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为，一种轻质耐水的石膏基彩色饰面砂浆的制备方法，包括以下步骤：

3、step1：将磷建筑石膏、磷高强石膏、玻化微珠、重钙粉、添加剂、颜料和水按比例称取好；

4、step2：将磷高强石膏、磷建筑石膏、玻化微珠、重钙粉、添加剂、水依次加入搅拌锅搅拌；

5、step3：再加入颜料搅拌至充分混合，搅拌速率为60~70r/min；

6、step4：最后，再以120~130r/min的搅拌速率搅拌至原料混合均匀，即可得到成品。

7、优选的方案中，所述 step1 中磷建筑石膏、磷高强石膏、玻化微珠、重钙粉、添加剂、颜料六种原料配比的质量比为磷建筑石膏50~90%，磷高强石膏10~50%，玻化微珠5~15%，重钙粉1~3%，添加剂1~7%，颜料6~18%。

8、优选的方案中，所述 step1 中磷建筑石膏是以磷石膏为原料所制备的β建筑石膏。

9、优选的方案中，所述 step1 中磷高强石膏是以磷石膏为原料所制备的α高强石膏，白度≥85%，细度≥200目。

10、优选的方案中，所述 step1 中玻化微珠粒径分布为1~1.5mm。

11、优选的方案中，所述 step1 中重钙粉的碳酸钙含量≥98%，白度≥95%，细度≥400目。

12、优选的方案中，所述 step1 中颜料为无机颜料或有机颜料或无机颜料与有机颜料的混合颜料。

13、优选的方案中，所述 step1 中添加剂包括可再分散乳胶粉、淀粉醚、保水剂、憎水剂、缓凝剂，他们的质量占比分别为0.5~1.5%、0.05~0.2%、0.05~0.2%、0.1~0.5%、0.01~0.2%。

14、优选的方案中，所述 step8中可再分散乳胶粉为疏水性乳胶粉，具体为乙烯-醋酸乙烯酯共聚胶粉；淀粉醚为羟丙基淀粉醚；保水剂为羟丙基甲基纤维素或羟乙基甲基纤维素中的一种，其黏度等级为7.5~20万；缓凝剂为植物蛋白缓凝剂、柠檬酸、三聚磷酸钠中的一种或多种；憎水剂为甲基硅酸钠。

15、优选的方案中，所述 step1中水的添加量是磷建筑石膏、磷高强石膏、重钙粉总质量的40~50%。

16、本发明提供的一种轻质耐水石膏基彩色饰面砂浆的制备方法，有如下有益效果：

17、1、本发明研究确定了石膏基彩色饰面砂浆中磷建筑石膏、磷高强石膏复掺和颜料、保水剂、缓凝剂的最优配比，及其制备过程中的凝结时间和搅拌速率，解决了现有技术的石膏砂浆凝结时间不稳定、易起粉、高多孔性、缺乏韧性、抗水性能差和砂浆密度大的问题；

18、2、本发明在制备石膏基彩色饰面砂浆的原材料中加入玻化微珠，其具有质轻、强度高、耐磨、耐腐蚀等显著特点，添加后使轻质饰面砂浆的整体强度和耐久性得以显著提升；更为重要的是，玻化微珠是一种绿色环保的材料，不含任何有害物质，不会产生污染物，符合绿色建筑和可持续发展的要求；

19、3、本发明在制备石膏基彩色饰面砂浆的原材料中加入适量的玻化微珠，浆体的抗折、抗压和拉伸粘结强度均能得到显著提升，从而满足规范要求；

20、4、本发明研究了磷建筑石膏与磷高强石膏复掺对石膏砂浆各性能的影响，为提高磷建筑石膏利用率，选用了综合性能指标较好的复掺配比，系统研究了颜料、保水剂、 缓凝剂、彩色磷建筑-高强石膏基饰面砂浆的各性能影响，包括工作性能、力学性能、吸水率以及染色效果；

21、5、本发明研究出了磷建筑石膏与磷高强石膏复掺下耐水性能最好的配比，制备出了高耐水性彩色石膏基饰面砂浆；

22、6、本发明制备出来的石膏基彩色饰面砂浆具有较低的密度，因此质量轻，便于施工和运输，同时，它还具有良好的耐水性能，能够在潮湿环境下保持稳定，不易受潮变色；

23、7、本发明制备出来的石膏基彩色饰面砂浆具有优良的耐久性和抗老化性能，能够抵抗紫外线、风雨等自然因素的侵蚀，长期保持墙面美观；

24、8、本发明制备出来的石膏基彩色饰面砂浆具有质量轻、易施工、无泛白泛碱、色彩稳定等优点。