防水抗裂水泥砂浆及其制备方法与流程

本发明涉及一种防水抗裂水泥砂浆及其制备方法，应用在水泥砂浆建材生产领域。

背景技术：

1、本章节中的说明只提供涉及本公开的背景信息而不构成现有技术。随着建筑形式的发展和消费者对建筑结构品味的提升，墙体保温节能的观念逐渐深入人心。外墙保温节能体系因其众多优点成为墙体保温形式的主流，目前可以选用的保温材料主要为保温砂浆、发泡水泥板、岩棉板等无机材料。但无机材料的吸水性强，保温材料一旦吸水，各项性能就会变差，其保温效果将大打折扣，同时会导致建筑外墙外立面的保温及装饰工程产生不同程度的开裂、渗水、空鼓、脱落等质量问题，不仅严重破坏了建筑物的外观和节能效果，还大大降低了建筑物的寿命。所以，外墙外保温系统中，需要采用抗渗性能和抗透水性优异的抗裂防水防护层对保温层起到良好的防护作用。然而，现有砂浆一般是采用水泥、细集料、水等材料按比例拌和而成，其防水抗裂性能较弱(如cn201210194860.4公开的一种预拌砂浆及其制备方法)。因此，提供一种兼具优异的抗渗、防开裂性能的防水抗裂水泥砂浆己成为当务之亟。

技术实现思路

1、为了克服现有砂浆存在的防水抗裂性能弱的缺点，本发明提供一种防水抗裂水泥砂浆，采用由铝酸酯偶联剂、玻璃纤维与聚丙烯树脂制备出复合增强纤维，并通过该复合增强纤维与聚合物乳液、体系中的其他优选种类组分以及用量比例的协同作用，具有兼具优异的抗渗、防开裂性能的优点。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种防水抗裂水泥砂浆，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：

4、

5、其中，复合增强纤维主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：

6、

7、所述偶联剂稀释液由铝酸酯偶联剂、乙醇以及水按质量比1:2:0.8～1.2混合制得。

8、1.本技术的防水抗裂水泥砂浆采用由铝酸酯偶联剂、玻璃纤维与聚丙烯树脂制备出复合增强纤维，并通过该复合增强纤维与聚合物乳液、体系中的其他优选种类组分以及用量比例的协同作用，具有兼具优异的抗渗、防开裂性能的优点。其中，制备防水抗裂水泥砂浆的所述水优选去离子水。机理如下：采用铝酸酯偶联剂预改性玻璃纤维、聚丙烯树脂相互反应制成复合增强纤维，铝酸酯偶联剂的加入可以改善玻璃纤维在聚丙烯树脂中的相容性的同时，在复合增强纤维中形成氢氧化铝凝胶网络，将玻璃纤维均匀地分散在聚丙烯树脂中，改善了传统聚丙烯纤维在机械搅拌时容易打卷结团的现象，从而保证了防水抗裂水泥砂浆的抗裂性能；体系中的生石灰和水在二氧化碳气体保护下反应得到碳酸钙，碳酸钙与复合增强纤维中的氢氧化铝混合反应，形成铝酸三钙晶粒插入防水抗裂水泥砂浆中形成连续的防水层，大大提升了防水抗裂水泥砂浆的抗渗、防开裂性能。

9、所述聚合物乳液主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：

10、

11、聚合物乳液中的丙烯酸丁酯、1,3,5-三4-乙烯苯基苯、丙烯酸、丙烯酸酰胺在引发剂作用下以不饱和键聚合，形成树枝结构的聚合物柔性网络，进一步增强了防水抗裂水泥砂浆的抗裂性能。其中，制备聚合物乳液的所述水优选去离子水。

12、所述骨料由70-140目石英砂和200目筛筛余4～5％的石英粉按质量比0.3～0.7:1混合制备而成。

13、所述水泥为硅酸盐水泥。

14、优选的水泥成本低且易得。

15、所述引发剂为过硫酸钠。

16、所述玻璃纤维为废弃玻璃纤维。

17、优选的玻璃纤维更加环保。

18、所述铝酸酯偶联剂为铝酸酯偶联剂dl-411。

19、所述的防水抗裂水泥砂浆的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：

20、(一)制备复合增强纤维

21、(1)制备偶联剂稀释液：将铝酸酯偶联剂、乙醇以及水混合均匀，即获得偶联剂稀释液；

22、(2)制备复合增强纤维

23、①向玻璃纤维中加入浓度3～4mol/l的氢氧化钠水溶液，完全浸没玻璃纤维，超声分散1～2h后过滤，之后使用清水清洗玻璃纤维至ph值中性，沥干，即得到清洗后的玻璃纤维；将清洗后的玻璃纤维加入马弗炉中，设置温度400～450℃，保温40～60min，之后取出玻璃纤维用磨粉机研磨，过80～100目筛网，即得到玻璃纤维粉末；

24、②将玻璃纤维粉末、质量百分浓度25％的氨水以及偶联剂稀释液放入球磨机，于100～120℃条件下球磨50～70min，得到预改性玻璃纤维；

25、③将预改性玻璃纤维与聚丙烯树脂加入高速混合机中混合均匀，之后投入螺旋挤出机中挤出，得到5-7mm长的复合增强纤维；

26、(二)制备防水抗裂水泥砂浆

27、(1)取水泥、骨料、生石灰、复合增强纤维、减水剂、增稠剂以及消泡剂，投入干粉混合机混合均匀，即得到干混料；

28、(2)将聚合物乳液投入搅拌机，启动搅拌机，并将转速调至400～600r/min，搅拌10～20min，之后加入水，将搅拌机转速调至800～1200r/min，搅拌3～5min，即得到液剂；

29、(3)启动搅拌机，将转速调至400～600r/min，在二氧化碳气体保护下，将液剂投入搅拌机中，边搅拌边向内加入干混料，至生成无结块的均匀胶浆，即得到防水抗裂水泥砂浆。

30、本技术的防水抗裂水泥砂浆的制备方法步骤简单，操作方便。其中，制备复合增强纤维步骤中所述螺旋挤出机从加料口到挤出模口依次设有九段控温区，其温度分别为100℃、120℃、160℃、180℃、180℃、180℃、180℃、210℃和210℃，螺旋挤出机的主机螺杆转速为110r/min，复合增强纤维在螺旋挤出机中的停留时间为80s；该优选工艺参数下复合增强纤维的成型、出料更加顺畅。

31、所述聚合物乳液的制备方法主要包括以下依序进行的步骤：

32、(1)启动搅拌机，将转速调至400～600r/min，将占自身总重量48-51％的水与占自身总重量48-51％的乳化剂投入搅拌机分散2～4min，随后将转速调至800～1200r/min，边搅拌边加入丙烯酸丁酯和1,3,5-三4-乙烯苯基苯，分散4～6min，再加入丙烯酸与丙烯酸酰胺，继续分散15～25min，即得到预乳化液；

33、(2)启动搅拌机，将转速调至400～600r/min，将剩余的水与剩余的乳化剂投入搅拌机，边搅拌边升温至80～90℃，向搅拌机内加入占自身总重量4～6％的预乳化液，继续搅拌3～5min；保持80～90℃以及400～600r/min的转速，继续加入占自身总重量48-51％的引发剂，反应14～16min，随后滴加剩余的预乳化液，并控制滴加总时间为3～5h，其中，当滴加预乳化液1.5～2.5h时，向搅拌机中加入剩余的引发剂；滴加预乳化液完毕后，保温50～70min，之后降温至70～76℃加入叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠，添加叔丁基过氧化氢和亚硫酸氢钠的总时间控制在10～20min，添加完毕后保温10～20min，继续降温至45～55℃，用质量百分浓度为10％的氢氧化钠溶液调节ph值至7～8，随后降温至45℃以下，并用240-260目过滤网过滤，即得到聚合物乳液。

34、所述聚合物乳液的制备方法步骤简单，操作方便。

35、制备聚合物乳液的步骤(1)和步骤(2)中的乳化剂均包括非离子型乳化剂与阴离子型乳化剂，两者的重量比例均为1.56～1.667:1。

36、优选种类乳化剂及用量比例的配合乳化效果更。

37、与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：

38、1)本技术的防水抗裂水泥砂浆采用由铝酸酯偶联剂、玻璃纤维与聚丙烯树脂制备出复合增强纤维，并通过该复合增强纤维与聚合物乳液、体系中的其他优选种类组分以及用量比例的协同作用，具有兼具优异的抗渗、防开裂性能的优点；

39、2)聚合物乳液中的丙烯酸丁酯、1,3,5-三4-乙烯苯基苯、丙烯酸、丙烯酸酰胺在引发剂作用下以不饱和键聚合，形成树枝结构的聚合物柔性网络，进一步增强了防水抗裂水泥砂浆的抗裂性能

40、3)所述防水抗裂水泥砂浆的制备方法步骤简单，操作方便。