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玻化微珠无机保温砂浆及其保温系统的研究

作　者: 江飞飞
导　师: 彭家惠
学　校: 重庆大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 玻化微珠脱硫石膏无机保温砂浆外墙保温系统
分类号: TU551
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

保温砂浆外墙保温系统有外保温和内保温两种方式,传统保温砂浆是以水泥为胶结材、膨胀聚苯乙烯颗粒或膨胀珍珠岩为隔热骨料。由于较高吸水率,膨胀珍珠岩应用于墙体保温时保温层易吸潮,造成系统保温效果的和耐候性的降低,而膨胀聚苯乙烯颗粒易燃,聚苯乙烯保温砂浆防火性能差,燃烧等级仅为B级。本论文以对膨胀珍珠岩玻化改性,吸水率较小,A级不燃的玻化微珠代替易燃的膨胀聚苯乙烯,分别以脱硫石膏和水泥作为胶凝材料,采用可再分散乳胶粉、纤维素醚、聚丙烯纤维等聚合物和粉煤灰等掺合料改性,研究并配制解决传统保温砂浆易开裂、防火性差固有缺陷,满足GB/T 20473-2006《建筑保温砂浆》要求,用于外墙内保温系统的石膏基保温砂浆和用于外墙外保温系统的水泥基保温砂浆。本论文还研究配制了与石膏基无机保温砂浆配套的面层粉刷石膏,以及与水泥基无机保温砂浆配套的界面砂浆和抗裂砂浆,分别组成内保温系统和外保温系统,并参照JG 158-2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》对外保温系统进行系统测试。试验结果表明脱硫石膏初凝时间只有10min,可操作时间很短,掺入0.1%的柠檬酸可使初凝时间延长至0.5小时,终凝时间延长至2小时,可操作时间大大延长,可以满足施工要求。硅酸盐水泥作为胶凝材料的玻化微珠保温砂浆的抗压强度有较大富余,可采用部分掺合料进行取代,取代量在30%以下,抗压强度和粘接强度尚能满足标准要求,取代量达到30%时,抗压强度小于0.2MPa,剪切粘结强度接近50KPa,强度低于标准要求。灰钙粉少量取代水泥,玻化微珠保温砂浆的压折比降低,脆性降低,保温砂浆的抗裂性得到提高,当灰钙粉掺量超过10%时,压折比反而比不取代时增大,从而使保温砂浆的脆性增大。玻化微珠与胶凝材料的体积质量比达到4.5L~5L: 1Kg,干密度满足GB/T 20473-2006中Ⅱ类无机保温砂浆的要求;达到7L~7.5L: 1Kg时,干密度满足Ⅰ类无机保温砂浆的要求。乳胶粉可明显地提高保温砂浆的粘接强度,保温砂浆的粘接强度和乳胶粉的掺量之间有很好的线性增长关系。对于石膏基保温砂浆当胶粉掺量为2%,粘结强度大于50KPa,达到GB/T 20473-2006对保温砂浆粘结强度的要求。纤维素醚起增稠保水的作用,可防止砂浆离析,获得均匀一致的可塑体。纤维素醚掺量为0.6%时即可使保温砂浆拌合物的保水性从不掺时的60%左右上升至90%以上,保水效果十分明显。聚丙烯纤维在砂浆中杂散排列,可以有效消化内部各个方向收缩产生的应力,保温砂浆的韧性和抗裂性由于砂浆中纤维网络的连接作用得到了较大改善。保温砂浆的56d线性收缩率随着聚丙烯纤维掺量的增加而明显地降低,当达到0.6%时,砂浆的线性收缩率最低。根据以上研究确定石膏基Ⅰ类无机保温砂浆中脱硫石膏:玻化微珠:柠檬酸:乳胶粉:纤维素醚:聚丙烯纤维为1000: 0.05: 820: 20: 6: 6,Ⅱ类的配合比为1000: 0.05: 530: 15: 6: 6。水泥基Ⅰ类无机保温砂浆中水泥:粉煤灰:灰钙粉:玻化微珠:乳胶粉:纤维素醚:聚丙烯纤维为850: 100: 50: 880: 15: 6: 6,Ⅱ类的配合比为800: 150: 50: 590: 10: 6: 6。配制与此脱硫石膏基保温砂浆配套的面层粉刷石膏的凝结时间、可操作时间、保水率、抗压强度、抗折强度和粘接强度等性能都满足JC/T 517-2004《粉刷石膏》的相关要求。配制与水泥基保温砂浆配套的界面和抗裂砂浆的粘接强度、压折比等性能满足JGJ 158-2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》的相关要求。配制Ⅱ类水泥基无机保温砂浆与配套的抗裂砂浆和界面砂浆,组成的无机保温砂浆系统满足JG 158-2004中的要求。无机保温砂浆外墙保温系统适用于夏热冬冷和夏热冬暖地区,保温厚度宜为10~40mm,外墙的传热系数在2.0~1.2 W/(m~2·K)之间,系统的材料费用在13~32元/m~2。

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-10
1 引言  10-24
  1.1 国内外能源与建筑节能现状  10-14
    1.1.1 国内外的能源状况  10-11
    1.1.2 发达国家建筑节能现状  11-12
    1.1.3 我国建筑节能现状  12-14
  1.2 外墙保温及绝热材料  14-18
    1.2.1 外墙保温技术  14-16
    1.2.2 保温隔热材料  16-18
  1.3 无机保温砂浆的研究现状  18-21
    1.3.1 对无机隔热组分的改性处理  19-20
    1.3.2 无机保温砂浆的性能研究  20
    1.3.3 无机-无机复合  20
    1.3.4 无机-有机双掺  20-21
    1.3.5 无机保温砂浆的工程应用  21
  1.4 课题研究目标与内容  21-24
2 实验原材料和试验方法  24-32
  2.1 原材料  24-26
    2.1.1 水泥  24
    2.1.2 脱硫建筑石膏  24-25
    2.1.3 膨胀玻化微珠  25
    2.1.4 可再分散乳胶粉  25
    2.1.5 羟丙基甲基纤维素醚  25
    2.1.6 聚丙烯纤维  25
    2.1.7 木质素纤维  25
    2.1.8 柠檬酸石膏缓凝剂  25
    2.1.9 胺基聚氧甲基钙盐石膏缓凝剂  25
    2.1.10 粉煤灰  25
    2.1.11 灰钙粉  25
    2.1.12 滑石粉  25-26
    2.1.13 砂  26
  2.2 试验方法  26-32
    2.2.1 建筑石膏的凝结时间和标准稠度用水量  26
    2.2.2 无机保温砂浆的制备与性能测试方法  26-28
    2.2.3 砂浆稠度  28
    2.2.4 砂浆拌合物湿表观密度  28
    2.2.5 拌合物保水率  28-30
    2.2.6 压折比的计算  30
    2.2.7 断裂能的计算  30-32
3 脱硫石膏基玻化微珠保温砂浆的研究与配制  32-44
  3.1 缓凝剂对脱硫石膏性能的影响  32-34
  3.2 脱硫石膏与保温骨料比例对保温砂浆性能的影响  34-35
  3.3 乳胶粉掺量对保温砂浆性能的影响  35-37
  3.4 纤维素醚掺量对保温砂浆性能的影响  37-39
  3.5 聚丙烯纤维掺量对保温砂浆性能的影响  39-41
  3.6 脱硫石膏基保温砂浆的配制和性能测试  41-44
    3.6.1 Ⅰ型脱硫石膏基无机保温砂浆  41
    3.6.2 Ⅱ型脱硫石膏基无机保温砂浆  41-44
4 水泥基玻化微珠无机保温砂浆的研究与配制  44-56
  4.1 水泥与保温骨料比例对保温砂浆性能的影响  44-45
  4.2 乳胶粉掺量对保温砂浆性能的影响  45-46
  4.3 纤维素醚掺量对保温砂浆性能的影响  46-48
  4.4 聚丙烯纤维掺量对保温砂浆性能的影响  48-49
  4.5 粉煤灰掺量对保温砂浆性能的影响  49-51
  4.6 灰钙粉掺量对保温砂浆性能的影响  51-53
  4.7 水泥基保温砂浆的配制和性能测试  53-54
    4.7.1 Ⅰ型水泥基无机保温砂浆  53
    4.7.2 Ⅱ型水泥基无机保温砂浆  53-54
  4.8 玻化微珠保温砂浆微观形貌分析  54-56
5 玻化微珠外墙保温系统的研究  56-62
  5.1 界面砂浆  57-58
  5.2 抗裂砂浆和面层粉刷石膏  58-59
  5.3 玻化微珠外墙外保温系统的性能  59-62
6 玻化微珠外墙保温系统的使用性研究  62-70
  6.1 不同砌体外墙保温的热工分析  62-67
  6.2 玻化微珠外墙保温系统的料耗分析  67-68
  6.3 外墙保温计算实例  68-70
    6.3.1 工程简介  68
    6.3.2 玻化微珠外墙内保温节能设计方案  68-70
7 结论  70-72
致谢  72-74
参考文献  74-78
附录  78

玻化微珠无机保温砂浆及其保温系统的研究

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