用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥及制備方法
【專利摘要】本發明提供的是一種用于幕墻板的玻璃纖維增強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、消泡劑及硅烷偶聯劑制成。將計量好的玻璃纖維、石英砂、粉煤灰、硅灰和水泥投入到攪拌機中，攪拌3min；將聚合物與消泡劑均勻混合加入攪拌機中，攪拌2min；將減水劑與硅烷偶聯劑倒入水中均勻混合分三次加入攪拌機中，攪拌2min。本發明在砂漿中加入了玻璃纖維和聚合物，改善了其力學性能、耐老化性能和抗凍性能，提高了幕墻結構在凍融破壞和高溫、高濕作用下結構的壽命，大大減少服役期及后期的維修費用。
【專利說明】
用于幕墻板的玻璃纖維増強聚合物改性水泥及制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及的是一種玻璃纖維增強聚合物改性水泥，本發明也涉及玻璃纖維增強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聚合物改性水泥及制備方法。
【背景技術】
[0002]目前，我國幕墻結構設計要求幕墻與建筑結構物具有相同的使用壽命，這樣就對幕墻材料提出了嚴格的技術要求。在東北、華北、西北等寒冷地區，普通的幕墻材料往往因凍融循環和高溫、高濕交替作用下受到損傷。隨著時間推移，內部結構受到侵蝕，使幕墻材料的力學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，已無法滿足當下的建筑材料要求。目前國內外已經有展開了若干關于幕墻板材料方面的研究:
[0003]申請號為201310520609的專利文件中，公開了一種“建筑幕墻玻璃纖維增強復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、應用范圍廣、造價低的建筑幕墻復合板。該建筑幕墻復合板由玻璃纖維水泥和玻璃纖維增強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砂漿不相匹配所造成的墻體開裂問題。從材料的角度出發，用聚合物對傳統砂漿進行合理的改性，提高砂漿的強度等級、韌性和粘結強度，減少砂漿的收縮，從而大幅度提高墻體抗裂的能力，達到控制墻體裂縫和外墻滲漏的目的。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種能改善幕墻板的力學性能和耐久性，提高幕墻結構在凍融破壞和高溫、高濕作用下的使用壽命的用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥。本發明的目的還在于提供一種用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥的制備方法。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:
[0007]本發明的用于幕墻板的玻璃纖維增強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%、硅烷偶聯劑0.05%
?0.I % ο
[0008]本發明的用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥還可以包括:
[0009]1、所述的硅烷偶聯劑為γ_氨丙基三乙氧基為主要成分的硅烷偶聯劑。
[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硅類消泡劑。
[0015]本發明的用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥的制備方法為:將計量好的玻璃纖維、石英砂、粉煤灰、硅灰和水泥投入到攪拌機中，攪拌3min;將聚合物與消泡劑均勻混合加入攪拌機中，攪拌2min;將減水劑與硅烷偶聯劑倒入水中均勻混合分三次加入攪拌機中，攪拌2min。
[0016]本發明針對寒冷地區對強度高、抗凍性好、耐老化性能強的新型幕墻材料的需求而研發。本發明的玻璃纖維增強聚合物改性水泥幕墻板具有較好的力學性能、耐老化性能和抗凍性能等優點，能提高幕墻結構在凍融破壞和高溫、高濕作用下的使用壽命，大大減少結構在服役期及后期的維修費用。
[0017]硅烷偶聯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復合材料的強度、電氣、抗水、抗氣候等性能，即使在濕態時，它對復合材料機械性能的提高，效果也十分顯著。并且能把有機與無機兩類性質相差懸殊的材料以化學鍵形式偶聯起來，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生大量氣泡，導致砂漿密實性差，強度低。消泡劑能在泡沫體系之中產生穩定的表面張力不平衡，破壞發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值，不溶于發泡介質之中，可產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點:一、質輕;二、強度高;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，使結構更加密實，與水泥漿體互穿基質，在應力作用下，聚合物能跨越裂紋并抑制裂縫擴展連接界面區，提高其抗彎和抗折強度。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；同時還通過與水泥水化產物發生化學反應形成化學鍵提高了材料的整體性能，使其具有更好的粘結強度、抗沖擊韌性、抗滲性能、防水性能及耐久性，保證與基材的良好粘結和變形協調一致等整體性能。
[0020]本發明針對普通幕墻結構因凍融循環和高溫、高濕交替作用下受到損傷，內部結構受到侵蝕，而影響建筑的正常使用壽命的現狀，提供一種玻璃纖維增強聚合物改性水泥幕墻板。本發明在砂漿中加入了玻璃纖維和聚合物，改善了其力學性能、耐老化性能和抗凍性能，提高了幕墻結構在凍融破壞和高溫、高濕作用下結構的壽命，大大減少服役期及后期的維修費用。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0022]【具體實施方式】一:玻璃纖維增強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%。將計量好的玻璃纖維、石英砂、粉煤灰、硅灰和水泥投入到攪拌機中，攪拌3min，將聚合物與消泡劑均勾混合倒入攪拌機中，攪拌2min，將減水劑與娃烷偶聯劑倒入水中均勻混合分三次倒入攪拌機中，攪拌2min。
[0023]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點是:所述的石英砂最大粒徑不超過2mm。其他與【具體實施方式】一相同。
[0024]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二的不同點是:所述的玻璃纖維為耐堿玻璃纖維。其他與【具體實施方式】一或二相同。
[0025]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一的不同點是:所述的聚合物為水性環氧樹脂。其他與【具體實施方式】一至三相同。
[0026]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一的不同點是:所述的減水劑為聚羧酸高效減水劑。其他與【具體實施方式】一至四相同。
[0027]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一的不同點是:所述的消泡劑為有機硅消泡劑。其他與【具體實施方式】一至五相同。
[0028]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一的不同點是:所述的硅烷偶聯劑為γ -氨丙基三乙氧基為主要成分的硅烷偶聯劑。其他與【具體實施方式】一至六相同。
[0029]本發明提供的玻璃纖維增強聚合物改性水泥，與現有的技術相比具有以下優點:
[0030]—、粘結性能好。聚合物顆粒附在凝膠體和未水化水泥顆粒混合體表面所產生的填充作用會改善材料中水化產物和骨料間的粘結性能。
[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、整體強度提高。材料界面的化學鍵合，改善了界面的組成、結構及其粘結性能，從而使整體強度提高。
[0033]四、密實性好。材料的界面和表面形成網狀結構的聚合物膜，與水泥水化產物相互穿透，材料的密實性得到改善。
[0034]五、成型的材料具有良好的抗滲和抗凍性能。
[0035]六、節能環保。水性環氧樹脂不含有機溶劑、不含有害空氣污染物，原材料中的硅灰和粉煤灰屬于工業廢料。
[0036]采用下述試驗驗證本發明效果:
[0037]試驗一:耐堿玻璃纖維、水、最大粒徑不超過2_的石英砂、水性環氧樹脂、粉煤灰、硅灰、水泥、聚羧酸高效減水劑、有機硅消泡劑、γ -氨丙基三乙氧基為主要成分的硅烷偶聯劑，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]將計量好的玻璃纖維、石英砂、粉煤灰、硅灰和水泥投入到攪拌機中，攪拌3min，將聚合物與消泡劑均勻混合倒入攪拌機中，攪拌2min，將減水劑與硅烷偶聯劑倒入水中均勻混合分三次倒入攪拌機中，攪拌2min，使拌合物達到均勻狀態，即可進行施工。
[0039]上述實例是對本發明的進一步說明，但不限制本發明。
【主權項】
1.一種用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥，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 %、硅烷偶聯劑0.05%?0.1%。2.根據權利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥，其特征是:所述的娃燒偶聯劑為Y _氣丙基二乙氧基為主要成分的娃燒偶聯劑。3.根據權利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥，其特征是:所述的石英砂最大粒徑不超過2mm。4.根據權利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥，其特征是:所述的玻璃纖維為耐堿玻璃纖維。5.根據權利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥，其特征是:所述的聚合物為水性環氧樹脂。6.根據權利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥，其特征是:所述的減水劑為聚羧酸高效減水劑。7.根據權利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥，其特征是:所述的消泡劑為有機硅類消泡劑。8.—種權利要求1所述的用于幕墻板的玻璃纖維增強聚合物改性水泥的制備方法，其特征是:將計量好的玻璃纖維、石英砂、粉煤灰、硅灰和水泥投入到攪拌機中，攪拌3min;將聚合物與消泡劑均勻混合加入攪拌機中，攪拌2min;將減水劑與硅烷偶聯劑倒入水中均勻混合分三次加入攪拌機中，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