装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料及其应用，由以下组分及重量份含量的原料组成：废石膏100、活性掺合料20-200、减水剂0.01-10、激发剂0.1-50、调凝剂0-10、粘结剂0-30、引气剂0-10、保塑剂0.01-30、憎水剂0.01-10、淀粉醚0-5、触变润滑剂0-10、粉末填料0-150、骨料0-300，与水混合均匀后可以应用于接缝密封中。与现有技术相比，本发明具有使用简便、填充性好、粘附力强、耐久性好、成本较低等优点，本材料中采用了大量工业废石膏作为胶凝材料，不仅可以改善密封砂浆的性能、降低材料成本，也有利于治污减排，为工业废石膏的资源化利用提供了一条新的途径。
【专利说明】装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料和建筑施工【技术领域】，尤其是涉及一种装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料及其应用。
【背景技术】
[0002]装配式混凝土结构与现浇混凝土结构相比具有减少现场湿作业量、施工速度快、节约材料、有利于建筑工业化、经济和社会环境效益好等优点，因此工程界的专家积极倡导应用装配式混凝土结构。
[0003]装配式结构所特有的优点是无须怀疑的，问题是如何保障预制构件之间连接的性能和结构整体的性能。装配式大板建筑外墙板的水平及竖向接缝.是防水的薄弱环节。如果处理不当，就很容易发生渗漏，其最主要原因是接缝材料性能差以及施工方法不恰当造成构件接缝部位填缝不密实或材料收缩开裂形成缝隙，致使雨水渗入缝中所引起。目前构件接缝处理最常用的方式是采用普通干硬性水泥砂浆采用抹灰刀进行嵌填塞缝处理，由于普通水泥砂浆的粘结力极低，与混凝土构件之间不能形成有效连接，并且普通水泥易收缩开裂，很容易出现渗漏现象。另一方面采用干硬性砂浆塞缝处理很难填充满整个接缝，也加剧了接缝渗漏的风险，此外需要说明的是采用这种材料及其施工方式的效率也很低。目前也有采用高分子定型密封材料对接缝进行密封处理的方式，但由于构件拼接中产生的误差，会给定型密封材料的安装带来困难，往往在安装密封条过程中，需要采用木榔头捶击式安装，劳动强度大，密封条外观也容易受损。此类密封材料本身也不耐老化，长期使用后易产生变形、脱落并出现渗漏 现象。
[0004]我国以火力发电为主，燃煤烟气中含有大量的二氧化硫，对环境造成很大的污染，因此我国政府十分重视燃煤电厂烟气脱硫的环保措施，2010年，我国有4.6亿千瓦的燃煤发电机组安装烟气脱硫装置，2010年我国脱硫石膏排放量达到5200万吨。另外，我国年产磷肥1100万吨，每年还要排放与脱硫石膏同属化学石膏的磷石膏4000万吨，并且磷石膏多年得蓄积已达数亿吨。目前我国脱硫石膏、磷石膏的利用率还很低，如果不对废石膏的处理技术加以创新、开拓新的用途，进行全面的综合利用，必定会造成二次污染。
[0005]石膏胶凝材料是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料，其中，以半水石膏为主要成分建筑石膏应用最广泛。建筑石膏具有凝结硬化快、硬化时体积微膨胀、防火性能好、耐水性差等特点。利用好石膏硬化不收缩、防火性好的优点，已有技术表明采用石膏、活性掺合料及碱性激发剂可制备出石膏基水硬性复合胶凝材料，可以很好地克服石膏耐水性差的缺点。因此，以废石膏作为主要胶凝材料制备接缝密封材料是完全可行的。
[0006]以脱硫石膏、磷石膏等化学石膏为主要胶凝材料制备装配式建筑构件拼接缝石膏基密封砂浆为废石膏的资源化利用提供了一条新的利用途径，不仅有利于治污减排、降低材料成本；制备的新型耐水性石膏基密封材料可以很好地解决装配式建筑构件接缝的密封问题，可保障预制构件之间连接的整体性能。
[0007]申请号为201310062233.x的中国专利公开了装配式建筑构件拼接缝密封材料及其应用，采用的原料包括有:水泥100、活性掺合料0-150、减水剂0.01-10、早强剂0.01-10、调凝剂0-10、膨胀剂0.1-30、粘结剂0-30、保塑剂0.01-30、淀粉醚0.01_10、触变润滑剂0-10、石英砂0-300，该种接缝密封材料具有许多优点，但也有一些不足之处，为防止水泥浆体收缩开裂，浆体中掺加有膨胀剂分，该组分易造成密封浆体流动性损失，当采用挤出法施工时浆体阻力增大，对施工设备的要求较高。针对以上不足，充分利用废石膏轻质、硬化不收缩、和易性好以及成本低的优点，采用脱硫石膏、磷石膏等工业废弃物为主要胶凝材料可制备得到的新型石膏拼接缝密封材料，与水泥基密封材料相比，本发明具有轻质，和易性好，挤出阻力小，施工更简便等特点，该材料还具有防火性好、吸音、调湿等优点。同时，采用废石膏替代水泥作为主要胶凝材料可大量减少水泥生产过程中的能源消耗以及二氧化碳排放，并可降低原材料成本。因此本发明是一种低成本环境友好型材料。
【发明内容】
[0008]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种以废石膏为主要胶凝材料的使用简便、填充性好、粘附力强、耐久性好、成本较低的适用于装配式建筑预制构件接缝密封的耐水性石膏基密封材料及其应用。
[0009]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0010]装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料，由以下组分及重量份含量的原料组成:废石膏100、活性掺合料20-200、减水剂0.01-10、激发剂0.1_50、调凝剂0_10、粘结剂0-30、引气剂0-10、保塑剂0.01-30、憎水剂0.01-10、淀粉醚0-5、触变润滑剂0-10、粉末填料 0-150、骨料 0-300。
[0011]作为优选的实施方式，该密封材料采用以下组分及重量份含量的原料组成:废石膏100、活性掺合料50-150、减水剂0.1-5、激发剂1_20、调凝剂0_5、粘结剂1_10、引气剂
0.05-3、保塑剂0.1-15、憎水剂0.1-5、淀粉醚0.05-5、触变润滑剂0-10、粉末填料30-80、骨料 30-200。
[0012]废石膏为电厂或钢铁厂烟气脱硫副产物脱硫石膏或磷酸或磷肥工业排放的工业
废渣磷石膏。
[0013]活性掺合料选自粉煤灰、矿洛粉、娃灰或煤砰石粉中的一种或几种。
[0014]减水剂选自木质素磺酸盐、β -甲基萘磺酸盐缩聚物、三聚氰胺甲醛缩聚物或聚羧酸盐减水剂中的一种或几种。
[0015]激发剂选自硫酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、铝酸钠、氯化钙、氧化钙、氢氧化钙或水泥中的一种或几种。
[0016]调凝剂选自柠檬酸及其盐、酒石酸及其盐、四硼酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠中的一种或几种。
[0017]粘结剂为聚乙烯醇粉末或可再分散乳胶粉。
[0018]引气剂选自松香树脂类的钠盐化合物、脂肪酸盐类化合物、磺化碳氢化合物、烷基一苯甲基磺酸盐类化合物、三萜皂甙表面活性剂中的一种或几种。
[0019]保塑剂选自膨润土、硅藻土、甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素醚、甲基羟丙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羧甲基纤维素或木质纤维素中的一种或几种。
[0020]憎水剂为有机硅防水剂粉末、硬脂酸盐中的一种或两种。[0021]淀粉醚为普通淀粉醚或改性淀粉醚。
[0022]触变润滑剂为片层状硅酸盐矿物材料。
[0023]粉末填料为石英粉、碳酸钙粉、灰钙粉、陶土、滑石粉或云母粉中的一种或几种。
[0024]骨料选自级配人工砂或天然砂、陶砂、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、玻化微珠、聚苯乙烯泡沫颗粒，沸石、浮石、火山渣或多孔凝灰岩中的一种或几种。
[0025]作为优选的实施方式，粉煤灰为高钙粉煤灰。
[0026]作为优选的实施方式，可再分散乳胶粉选自乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物，乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉，醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉，醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉，丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉，醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉，醋酸乙烯酯均聚胶粉或苯乙烯与丁二烯共聚胶粉中的一种或几种。
[0027]装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料可以应用于接缝密封，具体包括以下步骤:
[0028](I)在需要密封的接缝中填塞背衬材料，并且控制密封材料嵌填的深度；
[0029](2)按比例将水与石膏基密封材料混合，水量控制在石膏基密封材料重量的20-30%，搅拌3-5min得到均匀的密封砂浆浆体；
[0030](3)采用填缝枪或腻子刀将密封砂浆浆体嵌填到接缝中，在表干前用腻子刀进行修整，即完成对接缝的密封处理。
[0031 ] 填塞背衬材料前除`去接缝处的浮灰或预湿后去除浮水。
[0032]背衬材料采用半硬质的泡沫塑料，例如泡沫聚乙烯塑料、泡沫聚苯乙烯塑料，也可采用木质材料，形状有圆形、棒状或方形板状，在填塞时，圆形棒状背衬材料其直径应稍大于接缝宽度I~2mm。如接缝较浅，可用扁平的隔离条。
[0033]密封材料可使用填缝枪或腻子刀嵌填，嵌填应饱满，不得有气泡和孔洞。采用填缝枪嵌填时，应根据接缝的宽度选用口径合适的挤出嘴，均匀挤出密封材料嵌填，并由底部逐渐充满整个接缝。采用腻子刀施工时，应先将少量密封材料批刮在缝槽两侧，分次将密封材料嵌填在缝内，并防止囊入空气。接头应采用斜槎，密封材料嵌填后，应在表干前用腻子刀进行修整，自加水搅拌得到密封砂浆浆体开始计算，完成密封处理工艺的时间在40-60分钟内。
[0034]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0035]1、该材料施工性能好，加水搅拌即可使用，可采用填缝枪快速施工，可操作时间长，新拌浆体具有很好的塑性、粘附力和抗坠滑性，在填充竖直方向拼接缝时也不会出现流挂现象。
[0036]2、与普通水泥基材料相比，石膏基胶凝材料突出的优点是不收缩，密封材料稳定性好，并且该密封材料粘附力强，可以与预制构件形成强粘结，克服了普通水泥砂浆密封易产生开裂、渗水、脱落等缺点，可保障预制构件之间连接的整体性。
[0037]3、该石膏基密封材料具有水硬性，克服了石膏材料耐水性差的缺点，并且经防水处理后，材料本身具有疏水性，不会出现吸水渗漏现象。
[0038]4、该材料中含有大量高热阻组分，增加填缝材料的热阻，可避免在构件接缝处处出现冷热桥，具有节能效果。[0039]5、该材料以废石膏替代水泥作为主要胶凝材料，可降低原材料成本，并利用了矿渣粉、粉煤灰等其它工业废渣作为活性掺合料，同时也可吸纳大量固体废弃物为其资源化利用提供了一条新途径。
[0040]6.由于水泥生产过程中需要消耗大量的能源并排放大量的二氧化碳，生产I吨硅酸盐水泥会排放I吨二氧化碳，本发明采用废石膏替代硅酸盐水泥将减少大量二氧化碳的排放，具有显著地节能减排效果。
[0041]7、该密封材料以无机材料为主要成分，耐久性好、不存在老化问题，同时也属于不燃物质。
[0042]8、本材料不含有害溶剂、放射性物质，对人体无害、不污染环境，属环保型材料。【具体实施方式】
[0043]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0044]实施例1
[0045]装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料采用以下组成成分:
[0046]废石膏(二水脱硫石膏)100、活性掺合料(S95矿渣微粉)150、减水剂(聚羧酸减水剂)0.5、激发剂(偏硅酸钠)5、粘结剂(醋酸乙烯酯/乙烯共聚胶粉)8、保塑剂(木质纤维素)2.0、保塑剂(硅藻土)20、淀粉醚1.0、憎水剂(有机硅粉)0.5、触变润滑剂0.8、骨料(石英砂10-20目)80、骨料(石英砂30-60目)50、骨料(憎水型膨胀珍珠岩l_3mm) 15。
[0047]制备方法:按配方称取各种原材料，在搅拌机中依次加入骨料(石英砂、膨胀珍珠岩)、废石膏、活性掺合料(矿渣微粉)、减水剂(`聚羧酸减水剂)，激发剂(偏硅酸钠)、粘结剂(醋酸乙烯酯/乙烯共聚胶粉二元共聚胶粉)，保塑剂(木质纤维素、硅藻土)、淀粉醚、憎水剂(有机硅粉)和触变润滑剂，充分搅拌均匀，包装形成产品。
[0048]装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料可以应用于接缝密封，具体包括以下步骤:
[0049](I)在需要密封的接缝中填塞背衬材料，并且控制密封材料嵌填的深度，填塞背衬材料前除去接缝处的浮灰或预湿后去除浮水，所采用的背衬材料采用半硬质的泡沫塑料，例如泡沫聚乙烯塑料、泡沫聚苯乙烯塑料，也可采用木质材料，形状有圆形、棒状或方形板状，在填塞时，圆形棒状背衬材料其直径应稍大于接缝宽度I~2mm。如接缝较浅，可用扁平的隔离条；
[0050](2)按比例将水与石膏基密封材料混合，水量控制在石膏基密封材料重量的20 %，搅拌3min得到均匀的密封砂浆浆体；
[0051 ] (3)采用填缝枪或腻子刀将密封砂浆浆体嵌填到接缝中，嵌填应饱满，不得有气泡和孔洞。采用填缝枪嵌填时，应根据接缝的宽度选用口径合适的挤出嘴，均匀挤出密封材料嵌填，并由底部逐渐充满整个接缝。采用腻子刀施工时，应先将少量密封材料批刮在缝槽两侦U，分次将密封材料嵌填在缝内，并防止囊入空气。接头应采用斜槎，密封材料嵌填后，应在表干前用腻子刀进行修整，自加水搅拌得到密封砂浆浆体开始计算，完成密封处理工艺的时间在60分钟内。
[0052]实施例2
[0053]装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料采用以下组成成分:[0054]废石膏(半水脱硫石膏)100、活性掺合料(S95矿渣微粉)80、活性掺合料(硅灰)10、减水剂(萘系高效减水剂)1.0、激发剂(氢氧化钙)25、激发剂(氯化钙)5.0、调凝剂(多聚磷酸钠)0.2、粘结剂(可再分散乳胶粉)6、引气剂(十二烷基硫酸钠)0.3、保塑剂(羟乙基纤维素醚)2.0、保塑剂(膨润土)10、淀粉醚0.8、触变润滑剂1.0、粉状填料(滑石粉)50、骨料(石英砂10-20目)30、骨料(石英砂30-60目)30、骨料(玻化微珠)30。
[0055]制备方法:
[0056]脱硫石膏在40~60°C下预烘干后，在140~180°C下、煅烧得到半水脱硫石膏，磨细后过200目筛待用；
[0057]按配方称取各种原材料，在搅拌机中依次加入骨料(石英砂、玻化微珠)、粉末填料(滑石粉)、废石膏(半水脱硫石膏)、活性掺合料(矿渣微粉、硅灰)、减水剂(萘系高效减水剂)、激发剂(氢氧化钙、氯化钙)、调凝剂(多聚磷酸钠)、粘结剂(乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉)、引气剂(十二烷基硫酸钠)、保塑剂(羟乙基纤维素醚、膨润土)、淀粉醚和触变润滑剂，充分搅拌均匀，包装形成产品。
[0058]应用工艺同前，其中加入的水量为密封材料重量的26%，自加水搅拌时算起，施工操作应在40分钟内完成。
[0059]上述组分按前述工艺制备得到的密封材料，具有早期强度高、填充性好、抗坠滑性好等特点，适合于宽度较大拼接缝的施工。
[0060]实施例3
[0061]装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料采用以下组成成分:
[0062]
【权利要求】
1.装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料，其特征在于，该密封材料由以下组分及重量份含量的原料组成:废石膏100、活性掺合料20-200、减水剂0.01-10、激发剂0.1_50、调凝剂0-10、粘结剂0-30、引气剂0-10、保塑剂0.01-30、憎水剂0.01-10、淀粉醚0_5、触变润滑剂0-10、粉末填料O-150、骨料0-300。
2.根据权利要求1所述的装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料，其特征在于，该密封材料优选以下组分及重量份含量的原料组成:废石膏100、活性掺合料50-150、减水剂0.1-5、激发剂1-20、调凝剂0-5、粘结剂1-10、引气剂0.05_3、保塑剂0.1_15、憎水剂0.1-5、淀粉醚0.05-5、触变润滑剂0-10、粉末填料30-80、骨料30-200。
3.根据权利要求1或2所述的装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料，其特征在于，所述的废石膏为电厂或钢铁厂烟气脱硫副产物脱硫石膏或磷酸或磷肥工业排放的工业废渣磷石膏。
4.根据权利要求1或2所述的装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料，其特征在于， 所述的活性掺合料选自粉煤灰、矿洛粉、娃灰或煤砰石粉中的一种或几种； 所述的减水剂选自木质素磺酸盐、β -甲基萘磺酸盐缩聚物、三聚氰胺甲醛缩聚物或聚羧酸盐减水剂中的一种或几种； 所述的激发剂选自硫酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、铝酸钠、氯化钙、氧化钙、氢氧化钙或水泥中的一种或几种； 所述的调凝剂选自柠檬酸及其盐、酒石酸及其盐、四硼酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠中的一种或几种； 所述的粘结剂为聚乙烯醇粉末或可再分散乳胶粉；` 所述的引气剂选自松香树脂类的钠盐化合物、脂肪酸盐类化合物、磺化碳氢化合物、烷基一苯甲基磺酸盐类化合物、三萜皂甙表面活性剂中的一种或几种； 所述的保塑剂选自膨润土、硅藻土、甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素醚、甲基羟丙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羧甲基纤维素或木质纤维素中的一种或几种； 所述的憎水剂为有机硅防水剂粉末、硬脂酸盐中的一种或两种； 所述的淀粉醚为普通淀粉醚或改性淀粉醚； 所述的触变润滑剂为片层状硅酸盐矿物材料； 所述的粉末填料为石英粉、碳酸钙粉、灰钙粉、陶土、滑石粉或云母粉中的一种或几种； 所述的骨料选自级配人工砂或天然砂、陶砂、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、玻化微珠、聚苯乙烯泡沫颗粒，沸石、浮石、火山渣或多孔凝灰岩中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料，其特征在于，所述的粉煤灰为高钙粉煤灰。
6.根据权利要求4所述的装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料，其特征在于，所述的可再分散乳胶粉选自乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物，乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉，醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉，醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉，丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉，醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉，醋酸乙烯酯均聚胶粉或苯乙烯与丁二烯共聚胶粉中的一种或几种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料的应用，其特征在于，该种密封材料应用于接缝密封，具体包括以下步骤: (1)在需要密封的接缝中填塞背衬材料； (2)按比例将水与石膏基密封材料混合，水量控制在石膏基密封材料重量的20-30%，搅拌3-5min得到均匀的密封砂浆浆体； (3)采用填缝枪或腻子刀将密封砂浆浆体嵌填到接缝中，在表干前用腻子刀进行修整，即完成对接缝的密封处理。
8.根据权利要求7所述的装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料的应用，其特征在于，填塞背衬材料前除去接缝处的浮灰或预湿后去除浮水。
9.根据权利要求7所述的装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料的应用，其特征在于，所述的背衬材料采用半硬质的泡沫塑料、木质材料或扁平的隔离条。
10.根据权利要求7所述的装配式建筑构件拼接缝石膏基密封材料的应用，其特征在于，密封处理在40_60min内 完成。
【文档编号】C04B28/14GK103496936SQ201310484993
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】杨钱荣, 匡志平, 李检保 申请人:上海利物宝建筑科技有限公司