【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料，具体公开了一种绿色保温砂浆材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、保温砂浆是实现建筑外墙保温隔热的重要功能材料，传统的保温砂浆是以各种轻质材料为骨料，以水泥为胶凝料，掺和一些改性添加剂，经搅拌混合而制成的一种预拌干粉砂浆，但其防水性与强度均较低，难以满足一些特殊工程的要求。因此，对于保温砂浆材料的改进已经成为工程师们的重要研究课题。
2、目前，已经报道了通过优化各原料配合比、通过改性原料或添加纤维素或相变材料的方式降低保温砂浆骨料的导热系数从而提高保温砂浆材料的保温性能。但是，现有技术仍存在建筑砂浆材料的拉伸强度不足、保温性能有限以及耐久性差且会对环境造成污染等问题。基于此，研发一种性能优异，绿色环保的保温砂浆材料对于降低建筑能耗具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中建筑砂浆材料在制备过程中拉伸强度不足、保温性能有限以及耐久性差且会对环境造成污染等问题，本专利技术提供了一种绿色保温砂浆材料及其制备方法和应用。所述绿色保温砂浆材料以水泥为胶凝材料；废钨尾矿粉、标准砂、复合膨胀玻化微珠和菠萝叶纤维/树脂复合材料为骨料；减水剂、消泡剂、稳定剂为助剂制得。本专利技术利用各原料组分的协同作用，使所得绿色保温砂浆材料具有良好的保温性能、优异的机械性能和耐久性。
2、为达到上述专利技术目的，本专利技术提供了如下的技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了绿色保温砂浆材料，包括如下质量份数的原料组分：水泥100-120份，废钨尾矿
4、其中，所述复合膨胀玻化微珠包括膨胀玻化微珠以及附着于所述膨胀玻化微珠表面的十二醇改性二氧化硅气凝胶。
5、膨胀玻化微珠是一种新型绿色无机材料，具有优良的耐高温、耐冻性能、耐腐蚀性能和抗老化性能且用于建筑面层附着力强。膨胀玻化微珠内部为多孔空腔结构，孔隙率高，所制备的砂浆流动性好，施工工序少，施工质量稳定。但是，由于膨胀玻化微珠表面具有较多开口孔，从而导致其吸水率增加，导热系数高，影响砂浆的保温隔热性能和强度，产生耐久性问题。
6、二氧化硅气凝胶具有高比表面积和高孔隙率，且孔径小于空气自由程，导致二氧化硅气凝胶具有极低的导热系数。若是直接将气凝胶掺入砂浆中，会导致气凝胶产生团聚，与砂浆的水化产物之间存在明显孔隙，影响砂浆的机械性能。更重要的是，直接将气凝胶掺入砂浆需要大量的气凝胶才能保持良好的保温性能，易造成生产成本高的问题。
7、基于此，本专利技术将二氧化硅气凝胶附着于具有多孔结构的膨胀玻化微珠中，不仅填充了膨胀玻化微珠表面开口孔，修复了其表面缺陷，还一定程度上增强了膨胀玻化微珠的表面强度，更重要的是，所述复合玻化微珠不仅大大降低了膨胀玻化微珠的导热系数从而提高了砂浆材料的保温隔热性能，还有效解决了气凝胶在砂浆中不稳定，掺量高导致成本高的问题。本专利技术还在所述砂浆材料中加入了菠萝叶纤维/树脂复合材料，有效增强了砂浆材料的机械性能，并且由于纤维并不能为树脂材料中的热能提供传导途径，导致树脂复合材料的导热系数和热扩散系数进一步降低，从而提高了砂浆材料的保温性能。更进一步地，本专利技术还添加了废钨尾矿粉，不仅有效缓解废矿粉的处理压力，还进一步降低了砂浆材料的制备成本。
8、优选的，所述复合膨胀玻化微珠的制备方法包括如下步骤：
9、s1、将膨胀玻化微珠升温至200℃-300℃进行热处理，得预处理膨胀玻化微珠；
10、s2、将正硅酸乙酯与十二醇分散于醇溶液中，调节ph为2-3，加入凝胶促进剂，于70℃-90℃下静置陈化，得混合湿凝胶；
11、s3、将所述混合湿凝胶加入含硅烷的有机溶液中浸泡24h-48h，洗涤，真空干燥，得十二醇改性二氧化硅气凝胶粉；
12、s4、将所述十二醇改性二氧化硅气凝胶粉分散于有机醇中，加入所述预处理膨胀玻化微珠，混合均匀，过滤，干燥，得所述复合膨胀玻化微珠。
13、进一步优选的，s1中，所述升温采用程序升温的方式进行升温，升温的速率为5℃/min-10℃/min。
14、进一步优选的，s1中，所述热处理的保温时间为4h-6h。
15、进一步优选的，s1中，所述膨胀玻化微珠的粒径为0.5mm-1mm。
16、进一步优选的，s2中，所述正硅酸乙酯与十二醇的质量比为10:2-15:5。
17、进一步优选的，s2中，所述醇溶液为质量浓度70%-85%的乙醇溶液，所述正硅酸乙酯与所述醇溶液的质量体积比为1g:2ml-1g:5ml。
18、进一步优选的，s2中，所述凝胶促进剂为环氧丙烷。
19、进一步优选的，s2中，所述凝胶促进剂的加入量为醇溶液质量的0.5%-0.7%。
20、进一步优选的，s2中，所述静置陈化的时间为14h-20h。
21、进一步优选的，s3中，所述含硅烷的有机溶液为含三甲基乙氧基硅烷的正己烷溶液，其中，所述三甲基乙氧基硅烷和正己烷的体积比为1:2-1:4。
22、进一步优选的，s3中，所述混合湿凝胶与所述含硅烷的有机溶液的质量比为1:2-1:4。
23、进一步优选的，s3中，所述洗涤采用正己烷进行洗涤。
24、进一步优选的，s3中，所述真空干燥的温度为80℃-90℃，真空干燥的时间为12h-16h。
25、进一步优选的，s4中，所述有机醇为无水乙醇。
26、进一步优选的，s4中，所述十二醇改性二氧化硅气凝胶粉与所述有机醇的质量体积比为1g:3ml-1g:5ml。
27、进一步优选的，s4中，所述十二醇改性二氧化硅气凝胶粉与所述预处理膨胀玻化微珠的质量比为1:3-1:5。
28、优选的，所述菠萝叶纤维/树脂增强材料的制备方法包括如下步骤：将菠萝叶纤维浸渍于液体酚醛树脂中，于惰性氛围下，梯度升温至160℃-180℃，保温1h-3h，得所述菠萝叶纤维/树脂增强材料。
29、进一步优选的，所述菠萝叶纤维与所述液体酚醛树脂的质量体积比为1g:5ml-1g:8ml。
30、进一步优选的，所述梯度升温的具体操作为：采用程序升温的方式一次升温至80℃-100℃，一次保温2h-4h；再采用程序升温的方式二次升温至120℃-140℃，二次保温2h-4h，最后程序升温至160℃-180℃。
31、更进一步优选的，所述程序升温的升温速率为4℃/min-6℃/min。
32、优选的，所述水泥为硅酸盐水泥。
33、优选的，所述废钨尾矿粉的粒径为0.3mm-0.8mm。
34、优选的，所述标准砂的粒径为0.5mm-1mm。
35、优选的，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。
36、优选的，所述消泡本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种绿色保温砂浆材料，其特征在于：包括如下质量份数的原料组分：水泥100-120份，废钨尾矿粉30-80份，标准砂150-180份，减水剂1-2份，消泡剂0.5-1份，稳定剂0.05-0.1份，复合膨胀玻化微珠20-35份，菠萝叶纤维/树脂增强材料30-50份和水60-90份；
2.如权利要求1所述的绿色保温砂浆材料，其特征在于：所述复合膨胀玻化微珠的制备方法包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的绿色保温砂浆材料，其特征在于：S1中，所述升温采用程序升温的方式进行升温，升温的速率为5℃/min-10℃/min；和/或
4.如权利要求2所述的绿色保温砂浆材料，其特征在于：S2中，所述正硅酸乙酯与十二醇的质量比为10:2-15:5；和/或
5.如权利要求2所述的绿色保温砂浆材料，其特征在于：S3中，所述含硅烷的有机溶液为含三甲基乙氧基硅烷的正己烷溶液，其中，所述三甲基乙氧基硅烷和正己烷的体积比为1:2-1:4；和/或
6.如权利要求2所述的绿色保温砂浆材料，其特征在于：S4中，所述十二醇改性二氧化硅气凝胶粉与所述有机醇的
7.如权利要求1所述的绿色保温砂浆材料，其特征在于：所述菠萝叶纤维/树脂增强材料的制备方法包括如下步骤：将菠萝叶纤维浸渍于液体酚醛树脂中，于惰性氛围下，梯度升温至160℃-180℃，保温1h-3h，得所述菠萝叶纤维/树脂增强材料。
8.如权利要求7所述的绿色保温砂浆材料，其特征在于：所述菠萝叶纤维与所述液体酚醛树脂的质量体积比为1g:5mL-1g:8mL；和/或
9.如权利要求1-8任一项所述的绿色保温砂浆材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：按照设计配比称取各原料组分，将称取的各组分混合均匀，得绿色保温砂浆材料。
10.如权利要求1-8任一项所述的绿色保温砂浆材料或利用权利要求9所述的绿色保温砂浆材料的制备方法制得的绿色保温砂浆材料在建筑保温领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种绿色保温砂浆材料，其特征在于：包括如下质量份数的原料组分：水泥100-120份，废钨尾矿粉30-80份，标准砂150-180份，减水剂1-2份，消泡剂0.5-1份，稳定剂0.05-0.1份，复合膨胀玻化微珠20-35份，菠萝叶纤维/树脂增强材料30-50份和水60-90份；
2.如权利要求1所述的绿色保温砂浆材料，其特征在于：所述复合膨胀玻化微珠的制备方法包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的绿色保温砂浆材料，其特征在于：s1中，所述升温采用程序升温的方式进行升温，升温的速率为5℃/min-10℃/min；和/或
4.如权利要求2所述的绿色保温砂浆材料，其特征在于：s2中，所述正硅酸乙酯与十二醇的质量比为10:2-15:5；和/或
5.如权利要求2所述的绿色保温砂浆材料，其特征在于：s3中，所述含硅烷的有机溶液为含三甲基乙氧基硅烷的正己烷溶液，其中，所述三甲基乙氧基硅烷和正己烷的体积比为1:2-1:4；和/或
【专利技术属性】
技术研发人员：刘克俊，
申请(专利权)人：北京生态家园乐亭科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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