用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥及制備方法。由玻璃纖維、水、石英砂、聚合物、粉煤灰、硅灰、水泥、減水劑、消泡劑及硅烷偶聯(lián)劑制成。將計(jì)量好的玻璃纖維、石英砂、粉煤灰、硅灰和水泥投入到攪拌機(jī)中，攪拌3min；將聚合物與消泡劑均勻混合加入攪拌機(jī)中，攪拌2min；將減水劑與硅烷偶聯(lián)劑倒入水中均勻混合分三次加入攪拌機(jī)中，攪拌2min。本發(fā)明在砂漿中加入了玻璃纖維和聚合物，改善了其力學(xué)性能、耐老化性能和抗凍性能，提高了幕墻結(jié)構(gòu)在凍融破壞和高溫、高濕作用下結(jié)構(gòu)的壽命，大大減少服役期及后期的維修費(fèi)用。
【專利說明】
用于幕墻板的玻璃纖維増強(qiáng)聚合物改性水泥及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥，本發(fā)明也涉及玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥的制備方法。主要是針對幕墻板的需求而提出的一種玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求幕墻與建筑結(jié)構(gòu)物具有相同的使用壽命，這樣就對幕墻材料提出了嚴(yán)格的技術(shù)要求。在東北、華北、西北等寒冷地區(qū)，普通的幕墻材料往往因凍融循環(huán)和高溫、高濕交替作用下受到損傷。隨著時(shí)間推移，內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到侵蝕，使幕墻材料的力學(xué)性能無法滿足使用要求，影響建筑的正常使用壽命。由于普通混凝土材料的強(qiáng)度較低、抗凍性差、在氣候變換的交替下易老化，已無法滿足當(dāng)下的建筑材料要求。目前國內(nèi)外已經(jīng)有展開了若干關(guān)于幕墻板材料方面的研究:
[0003]申請?zhí)枮?01310520609的專利文件中，公開了一種“建筑幕墻玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合板安裝組件及安裝方法”。旨在提供一種方便施工、使用壽命長、應(yīng)用范圍廣、造價(jià)低的建筑幕墻復(fù)合板。該建筑幕墻復(fù)合板由玻璃纖維水泥和玻璃纖維增強(qiáng)石膏形成的新型建筑材料。
[0004]《聚合物改性砂漿性能研究》一文中，旨在解決新型墻體材料與傳統(tǒng)砂漿不相匹配所造成的墻體開裂問題。從材料的角度出發(fā)，用聚合物對傳統(tǒng)砂漿進(jìn)行合理的改性，提高砂漿的強(qiáng)度等級、韌性和粘結(jié)強(qiáng)度，減少砂漿的收縮，從而大幅度提高墻體抗裂的能力，達(dá)到控制墻體裂縫和外墻滲漏的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能改善幕墻板的力學(xué)性能和耐久性，提高幕墻結(jié)構(gòu)在凍融破壞和高溫、高濕作用下的使用壽命的用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥。本發(fā)明的目的還在于提供一種用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥的制備方法。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明的用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥由玻璃纖維、水、石英砂、聚合物、粉煤灰、硅灰、水泥、減水劑、消泡劑及硅烷偶聯(lián)劑制成，各組分重量比為:玻璃纖維2%?2.5%、水9%?10%、石英砂50%?56%、聚合物5%?6%、粉煤灰10%?11%、硅灰2%?3%、水泥13%?14%、減水劑0.5%?I %、消泡劑0.05%?0.2%、硅烷偶聯(lián)劑0.05%
?0.I % ο
[0008]本發(fā)明的用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥還可以包括:
[0009]1、所述的硅烷偶聯(lián)劑為γ_氨丙基三乙氧基為主要成分的硅烷偶聯(lián)劑。
[0010]2、所述的石英砂最大粒徑不超過2mm。
[0011]3、所述的玻璃纖維為耐堿玻璃纖維。
[0012]4、所述的聚合物為水性環(huán)氧樹脂。
[0013]5、所述的減水劑為聚羧酸高效減水劑。
[0014]6、所述的消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑。
[0015]本發(fā)明的用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥的制備方法為:將計(jì)量好的玻璃纖維、石英砂、粉煤灰、硅灰和水泥投入到攪拌機(jī)中，攪拌3min;將聚合物與消泡劑均勻混合加入攪拌機(jī)中，攪拌2min;將減水劑與硅烷偶聯(lián)劑倒入水中均勻混合分三次加入攪拌機(jī)中，攪拌2min。
[0016]本發(fā)明針對寒冷地區(qū)對強(qiáng)度高、抗凍性好、耐老化性能強(qiáng)的新型幕墻材料的需求而研發(fā)。本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥幕墻板具有較好的力學(xué)性能、耐老化性能和抗凍性能等優(yōu)點(diǎn)，能提高幕墻結(jié)構(gòu)在凍融破壞和高溫、高濕作用下的使用壽命，大大減少結(jié)構(gòu)在服役期及后期的維修費(fèi)用。
[0017]硅烷偶聯(lián)劑能改善玻璃纖維和聚合物的粘合性能，大大提高玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度、電氣、抗水、抗氣候等性能，即使在濕態(tài)時(shí)，它對復(fù)合材料機(jī)械性能的提高，效果也十分顯著。并且能把有機(jī)與無機(jī)兩類性質(zhì)相差懸殊的材料以化學(xué)鍵形式偶聯(lián)起來，在骨料的表面形成親水性硅酸鹽薄殼，改善骨料與水泥的親和作用，降低砂漿拌和物的粘性、延長其適用期、增加其力學(xué)性能和抗開裂能力。
[0018]加入聚合物的材料在攪拌過程中會產(chǎn)生大量氣泡，導(dǎo)致砂漿密實(shí)性差，強(qiáng)度低。消泡劑能在泡沫體系之中產(chǎn)生穩(wěn)定的表面張力不平衡，破壞發(fā)泡體系表面粘度和彈性，具有低的表面張力和親水親油平衡指數(shù)值，不溶于發(fā)泡介質(zhì)之中，可產(chǎn)生持久和均衡的消泡能力。
[0019]將玻璃纖維加入到水泥砂漿中具有以下優(yōu)點(diǎn):一、質(zhì)輕;二、強(qiáng)度高;三、抗裂性好、四、耐火性能好;五、可塑性好。添加聚合物可改善骨料與水泥基體間的粘結(jié)，使結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，與水泥漿體互穿基質(zhì)，在應(yīng)力作用下，聚合物能跨越裂紋并抑制裂縫擴(kuò)展連接界面區(qū)，提高其抗彎和抗折強(qiáng)度。部分聚合物顆粒則淤塞與水泥水化物及與纖維形成的縫隙孔道之間，提高了材料的致密性，使其性能得到改善；同時(shí)還通過與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵提高了材料的整體性能，使其具有更好的粘結(jié)強(qiáng)度、抗沖擊韌性、抗?jié)B性能、防水性能及耐久性，保證與基材的良好粘結(jié)和變形協(xié)調(diào)一致等整體性能。
[0020]本發(fā)明針對普通幕墻結(jié)構(gòu)因凍融循環(huán)和高溫、高濕交替作用下受到損傷，內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到侵蝕，而影響建筑的正常使用壽命的現(xiàn)狀，提供一種玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥幕墻板。本發(fā)明在砂漿中加入了玻璃纖維和聚合物，改善了其力學(xué)性能、耐老化性能和抗凍性能，提高了幕墻結(jié)構(gòu)在凍融破壞和高溫、高濕作用下結(jié)構(gòu)的壽命，大大減少服役期及后期的維修費(fèi)用。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]【具體實(shí)施方式】一:玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥由玻璃纖維、水、石英砂、聚合物、粉煤灰、硅灰、水泥、減水劑、消泡劑及硅烷偶聯(lián)劑制成，各組分重量配比為:2%?2.5 %、9% ?10%、50% ?56%、5% ?6%、10% ?11%、2% ?3%、13% ?14%、0.5% ?1%、
0.05%?0.2%、0.05%?0.1%。將計(jì)量好的玻璃纖維、石英砂、粉煤灰、硅灰和水泥投入到攪拌機(jī)中，攪拌3min，將聚合物與消泡劑均勾混合倒入攪拌機(jī)中，攪拌2min，將減水劑與娃烷偶聯(lián)劑倒入水中均勻混合分三次倒入攪拌機(jī)中，攪拌2min。
[0023]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一的不同點(diǎn)是:所述的石英砂最大粒徑不超過2mm。其他與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0024]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二的不同點(diǎn)是:所述的玻璃纖維為耐堿玻璃纖維。其他與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0025]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一的不同點(diǎn)是:所述的聚合物為水性環(huán)氧樹脂。其他與【具體實(shí)施方式】一至三相同。
[0026]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一的不同點(diǎn)是:所述的減水劑為聚羧酸高效減水劑。其他與【具體實(shí)施方式】一至四相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一的不同點(diǎn)是:所述的消泡劑為有機(jī)硅消泡劑。其他與【具體實(shí)施方式】一至五相同。
[0028]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一的不同點(diǎn)是:所述的硅烷偶聯(lián)劑為γ -氨丙基三乙氧基為主要成分的硅烷偶聯(lián)劑。其他與【具體實(shí)施方式】一至六相同。
[0029]本發(fā)明提供的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥，與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0030]—、粘結(jié)性能好。聚合物顆粒附在凝膠體和未水化水泥顆?；旌象w表面所產(chǎn)生的填充作用會改善材料中水化產(chǎn)物和骨料間的粘結(jié)性能。
[0031]二、致密性和耐久性好。膠凝材料將聚合物分隔限值在空隙中，材料中的較大空隙被有粘結(jié)性的聚合物所填充，材料的致密性和耐久性得到改善。
[0032]三、整體強(qiáng)度提高。材料界面的化學(xué)鍵合，改善了界面的組成、結(jié)構(gòu)及其粘結(jié)性能，從而使整體強(qiáng)度提高。
[0033]四、密實(shí)性好。材料的界面和表面形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物膜，與水泥水化產(chǎn)物相互穿透，材料的密實(shí)性得到改善。
[0034]五、成型的材料具有良好的抗?jié)B和抗凍性能。
[0035]六、節(jié)能環(huán)保。水性環(huán)氧樹脂不含有機(jī)溶劑、不含有害空氣污染物，原材料中的硅灰和粉煤灰屬于工業(yè)廢料。
[0036]采用下述試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明效果:
[0037]試驗(yàn)一:耐堿玻璃纖維、水、最大粒徑不超過2_的石英砂、水性環(huán)氧樹脂、粉煤灰、硅灰、水泥、聚羧酸高效減水劑、有機(jī)硅消泡劑、γ -氨丙基三乙氧基為主要成分的硅烷偶聯(lián)劑，各組分重量配比為:2.17%、9.55%、54.54%、5.45%、10.9%、2.73%、13.64%、0.8%、0.14%、0.08%ο
[0038]將計(jì)量好的玻璃纖維、石英砂、粉煤灰、硅灰和水泥投入到攪拌機(jī)中，攪拌3min，將聚合物與消泡劑均勻混合倒入攪拌機(jī)中，攪拌2min，將減水劑與硅烷偶聯(lián)劑倒入水中均勻混合分三次倒入攪拌機(jī)中，攪拌2min，使拌合物達(dá)到均勻狀態(tài)，即可進(jìn)行施工。
[0039]上述實(shí)例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，但不限制本發(fā)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥，其特征是:由玻璃纖維、水、石英砂、聚合物、粉煤灰、硅灰、水泥、減水劑、消泡劑及硅烷偶聯(lián)劑制成，各組分重量比為:玻璃纖維2%?2.5%、水9%?10%、石英砂50%?56%、聚合物5%?6%、粉煤灰10%?11%、硅灰2 %?3 %、水泥13 %?14 %、減水劑0.5 %?I %、消泡劑0.05 %?0.2 %、硅烷偶聯(lián)劑0.05%?0.1%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥，其特征是:所述的娃燒偶聯(lián)劑為Y _氣丙基二乙氧基為主要成分的娃燒偶聯(lián)劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥，其特征是:所述的石英砂最大粒徑不超過2mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥，其特征是:所述的玻璃纖維為耐堿玻璃纖維。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥，其特征是:所述的聚合物為水性環(huán)氧樹脂。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥，其特征是:所述的減水劑為聚羧酸高效減水劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥，其特征是:所述的消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑。8.—種權(quán)利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥的制備方法，其特征是:將計(jì)量好的玻璃纖維、石英砂、粉煤灰、硅灰和水泥投入到攪拌機(jī)中，攪拌3min;將聚合物與消泡劑均勻混合加入攪拌機(jī)中，攪拌2min;將減水劑與硅烷偶聯(lián)劑倒入水中均勻混合分三次加入攪拌機(jī)中，攪拌2min。
【文檔編號】C04B14/42GK105924048SQ201610293111
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】毛繼澤, 孫雷, 劉立明, 呂建福, 敖士楷
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)