[发明专利]一种含沸石的无机保温砂浆的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种能吸收氡气、具有电磁屏蔽能力、无碱集料反应的高强轻质保温砂浆的制备方法。

背景技术

随着建筑节能工作的快速稳定推进，无机保温砂浆发展迅速，其工程应用量不断增长，应用前景广阔。无机保温砂浆的主要原材料为胶凝材料、轻质骨料和添加剂。

(1)无熟料胶凝材料研究

目前，硅酸盐水泥常作为保温砂浆的胶凝材料。硅酸盐水泥主要用石灰石、粘土和砂岩为原料，通过高温煅烧得到水泥熟料，在水泥熟料中加入一定量掺合材料和石膏研磨后，得到硅酸盐水泥。不用水泥熟料，直接用工业废渣，通过碱激发其水化活性，制备具有胶结能力的水泥具有重要意义。

罗鑫等[混凝土，2011，(11)：70-72]用矿渣和粉煤灰为原料，以NaOH、KOH、Na₂CO₃、K₂CO₃四种常见的固态碱以单掺、复合掺两种方式得到了10种不同类型的碱激发剂，研究发现最佳碱激发剂配制方案为NaOH与Na₂CO₃的复合，能充分发挥矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的潜在活性。路来军[建筑技术，2002，33(1)：32-33]认为激发剂主要是能够破坏硅氧网络，使矿渣结晶体、玻璃体发生解体，参与基材的水化反应。

但目前的无熟料胶凝材料的配比较复杂，给生产带来不便，开发出配方简单的无熟料胶凝材料具有重要意义。

(2)骨料改性研究

无机保温砂浆系统常用的骨料为玻化微珠和膨胀珍珠岩。

玻化微珠颗粒是理想的保温骨料，但由于高品质玻化微珠产量低，价格高，导致高品质玻化微珠保温砂浆的工程成本较大。目前建材市场上供应的玻化微珠，吸水率范围大，导热系数差异大，导致使用该同级骨料配合成的保温隔热砂浆的绝热性能不稳定。

另外，玻化微珠颗粒粒径范围较小、级配差，单一使用玻化微珠作为保温骨料，颗粒间就会有较大的空隙存在。如果这些空隙用胶凝材料填充，则不利于降低保温材料的导热系数。但若减少胶凝材料的用量，保温材料内部孔结构又很难控制，易形成连通的开放孔，影响保温材料的热工性能和力学性能。

膨胀珍珠岩是建筑工程中使用较早的轻质骨料，膨胀珍珠岩吸水率大、易粉化、料浆搅拌过程中体积收缩率大、易造成产品后期保温性能降低和空鼓、开裂。但是膨胀珍珠岩具有一定的粒径和颗粒级配，并且价格便宜。

因此，对玻化微珠和膨胀珍珠岩进行表面改性，降低其吸水率，提高隔热性能也具有重要意义。

(3)砂浆中掺沸石的研究

沸石是一种硅铝酸盐矿物，沸石的结构呈网架状，构架中有相互连接的孔穴和孔道，孔穴通过开口的孔道彼此相连，这就使得沸石的比表面积极大。沸石的这种特殊结构决定了它具有良好的吸附性和离子交换等性能，因此是一种优良的吸附剂和离子交换剂。

为降低成本，节约资源，工业废渣常作为建筑材料使用，导致建筑物内，氡及其子体浓度较高，所产生的放射性危害已不容忽视，相应治理与防护措施的研究日益引起人们的关注。在建筑的表面涂敷含沸石的材料，可吸收建筑材料和地面析出的氡气[矿物岩石，2005，25(3)：127-130]。

碱-集料反应已成为影响混凝土耐久性的一个非常重要的因素。我国已发现因碱-集料反应引起的混凝土建筑物破坏的事例。1989年前后，发现了一些立交桥、铁路轨枕、工业建筑等开裂事故。此外，还有临潼机场、潍坊机场等多项工程均发现了碱-集料反应破坏。

沸石具有很强的离子交换能力，加入到胶凝材料砂浆中发生如下的离子交换反应：

Na⁺(K⁺)(溶液中)→Ca²⁺(沸石中)

即沸石中的Ca²⁺进入到溶液中，而溶液中的Na⁺(K⁺)进入到沸石中，从而使孔溶液中的碱度降低。沸石中的活性组分与水泥的水化产物Ca(OH)₂反应，使C-S-H凝胶的C/S比降低，使其能吸收更多的Na⁺和K⁺，从而避免碱集料反应的发生，提高混凝土的性能[新型建筑材料，2001，(7)：47-49]。

因此，在保温砂浆中加入沸石不仅可吸附氡气，还可避免胶凝材料中碱带来的碱集料反应，提高砂浆的性能。

(4)电磁屏蔽研究