[发明专利]一种石灰材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，涉及石灰材料及其制备方法。

背景技术

石灰及其制成品如纸筋灰属于传统材料，但是由于传统石灰的粘结性能差，不耐水，不耐冻，使得其在新建筑与历史建筑修缮中的使用越来越少。

为发扬石灰的优点，使其在新建和历史建筑保护修缮中得到更广泛的应用，近十年来，国际、国内均开展了很多的研究工作。

前人研究工作主要有两个方向：第一方向是“化学法”改进石灰。采取的方法是：类似古代在石灰中添加桐油的方法在石灰中添加有机合成树脂，如丙烯酸树脂乳液，增加石灰材料的粘结性，但是这样制成的石灰材料中含有约10％的有机合成树脂以及8-9种不同的助剂，已经不是经典的传统意义的石灰材料。这类材料除在建筑装饰领域有少量应用外，在历史建筑修缮、文物建筑保护领域的应用受到很大的限制。

第二个研究方向是“物理法”改进石灰，原理是通过添加少量特殊的非合成树脂类添加剂，通过机械分散工艺，使石灰Ca(OH)₂的颗粒变小，比表面积增大，碳化结晶速度增加，增加其强度和本身的粘结力。第二个方向的理论研究在欧美于2000年前后发表(E.Jaegers，2000)，工业制成品出现于2003-2004年。但是其配比及制造工艺未公开。

第二个研究方向的理论基础如下：

熟石灰即本发明的原材料的主要成分为Ca(OH)₂，其固化反应式(碳化反应)如下：

Ca(OH)₂+H₂O+CO₂——→CaCO₃+2H₂O。

从Ca(OH)₂的固化反应式中可以看出，在有水H₂O和空气CO₂的前提下，熟石灰会形成CaCO₃，释放出水。CaCO₃有较高的强度，在中性水中不溶解，具有粘结性能.但是，石灰固化后的粘结性能、耐水耐冻性能则取决于其产物碳酸钙CaCO₃的晶体结构。当其晶体大如汉白玉时，碳酸钙CaCO₃的强度高，耐水、耐冻，而当CaCO₃晶体结构微小时，或者没有结晶呈微细的颗粒时，其强度低，附着力差，不耐水、不耐冻。这就是汉白玉与普通的石灰材料的化学成分一致，但是强度等有天壤之别的原因。

高剪切分散工艺可以使熟石灰的比表面积增大，添加增稠材料如纤维素类材料，使熟石灰吸附大量水份，保证与空气中的CO₂反应能够正常快速地进行。研究证明，普通石灰的拉拔强度为0.05Mpa左右，而分散石灰的拉拔强度可以达到0.5Mpa以上，附着力是普通石灰的10倍，从而不掉粉。15个冻融后普通石灰质量损失率达100％，而分散石灰的质量损失一般小于15％。

本发明的一种不添加任何合成树脂的通过分散工艺制成的天然石灰材料固化过程比普通石灰加快，一般大约只需要3-7天(根据天气情况的不同，时间不一样)，其表面就可以达到不掉粉，随着时间推移，越来越牢固。

但是固化快的石灰比较脆，所以本发明中添加由天然植物稻草、麦秆制成的黄表纸，增加本发明材料的韧性，防止开裂，以满足不同的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不添加任何合成树脂的通过分散工艺制成的天然石灰材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种天然石灰材料，包含如下的组分(重量比)：

45-50％的消石灰，

48-52％的自来水，

0.8-1.2％纤维素醚，

0.5-2％的黄表纸(在石灰粘结剂中为零)，

0.2-1.8％的减水剂(在新纸筋灰中为零)，

0.2-0.5％的消泡剂(在石灰粘结剂中为零)。

所述的消石灰主要成分为纯Ca(OH)₂，化学全分析的Ca(OH)₂含量为95-100％。

所述的纤维素醚为：羟丙基甲基纤维素[化学式C₆H₇O₂(OH)_3-m-n(OCH₃)_m(OCH₂CH(OH)CH₃)_n]_X，化学全分析的纤维素醚含量为99-100％。