本发明涉及建筑材料领域，具体而言，涉及一种3D基材干粉砂浆原料配比及生产工艺。
背景技术：
随着建筑节能工作的不断深入，新型墙体材料不断涌现。其中，外墙保温材料在建筑节能过程中扮演着非常重要的角色，是外墙保温技术实施的一个关键环节。毫无疑问，优异的保温性能是外墙保温材料生产和制备的关键性指标。需要指出的是，作为隔离室内环境与外部环境关键材料，保温砂浆还需具有良好的抗裂性能。然而，现有的具有良好保温以及抗裂性能的砂浆造价较高，并且施工性较差。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种3D基材干粉砂浆原料配比，采用该3D基材干粉砂浆原料配比得到的3D基材干粉砂浆不但具有良好的保温、抗裂性能以及施工性能，还充分利用了天然砂、机制砂以及矿渣微粉，减少了水泥的用量，同时使工业矿渣得到有效利用，绿色环保且成本低。
本发明的第二目的在于提供一种3D基材干粉砂浆的生产工艺，采用该生产工艺制备得到的3D基材干粉砂浆具有保温、抗裂性能良好以及易于施工的优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥20-30份、天然砂10-20份、机制砂20-30份、矿渣微粉10-20份、玄武岩纤维0.1-2份、玻化微珠5-25份和可再分散乳胶粉0.1-2份。
在进一步优选地技术方案中，所述3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥21-29份、天然砂11-19份、机制砂21-29份、矿渣微粉11-19份、玄武岩纤维0.2-1.8份、玻化微珠5-20份和可再分散乳胶粉0.2-1.8份。
在进一步优选地技术方案中，所述3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥22-28份、天然砂12-18份、机制砂22-28份、矿渣微粉12-18份、玄武岩纤维0.3-1.7份、玻化微珠10-20份和可再分散乳胶粉0.3-1.7份。
在进一步优选地技术方案中，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
在进一步优选地技术方案中，所述矿渣微粉的比表面积大于400m2/kg，所述矿渣微粉的粒度为80-160目；
优选地，所述矿渣微粉为超活性矿渣微粉。
在进一步优选地技术方案中，所述天然砂和所述机制砂的粒度为5-10目。
在进一步优选地技术方案中，所述玻化微珠比表面积为80-120m2/kg，导热系数≤0.048W/(m·K)。
在进一步优选地技术方案中，所述原料还包括羟丙基甲基纤维素5-15重量份，和/或，十二烷基硫酸钠5-15重量份。
优选地，所述3D基材干粉砂浆原料配比包括以下重量份的原料：水泥20-30份、天然砂10-20份、机制砂20-30份、矿渣微粉10-20份、玄武岩纤维0.1-2份、玻化微珠5-25份、可再分散乳胶粉0.1-2份、羟丙基甲基纤维素5-15份和十二烷基硫酸钠5-15份。
第二方面，本发明提供了一种3D基材干粉砂浆的生产工艺，包括以下步骤：根据上述的3D基材干粉砂浆原料配比称取配方量的原料，将水泥、天然砂和机制砂混合并搅拌均匀，然后加入矿渣微粉搅拌均匀，最后加入玄武岩纤维、玻化微珠和可再分散乳胶粉混合并搅拌均匀得到3D基材干粉砂浆。
在进一步优选地技术方案中，在加入矿渣微分搅拌均匀后，还包括加入羟丙基甲基纤维素和/或十二烷基硫酸钠的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的3D基材干粉砂浆原料配比，通过各原料的合理配比，使得砂浆具有良好的保温和抗裂性能，并且易于施工，另外，该3D基材干粉砂浆原料配比充分利用了天然砂、机制砂以及矿渣微粉，不但减少了水泥的用量，还使工业矿渣得到有效利用，绿色环保且成本低。
本发明提供的3D基材干粉砂浆的生产工艺具有工艺简单的优点，各原料按次序搅拌均匀即可，采用该方法制备得到的3D基材干粉砂浆具有保温、抗裂性能良好以及易于施工的优点。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
第一方面，本发明提供了一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥20-30份、天然砂10-20份、机制砂20-30份、矿渣微粉10-20份、玄武岩纤维0.1-2份、玻化微珠5-25份和可再分散乳胶粉0.1-2份。
水泥是粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。本发明中，按重量份数计，水泥典型但非限定性的含量为：20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份。
天然砂是由自然条件作用(主要是岩石风化)而形成的，粒径在5mm以下的岩石颗粒。本发明中，按重量份数计，天然砂典型但非限定性的含量为：10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份。
机制砂是指通过制砂机和其它附属设备加工而成的砂子，成品更加规则，可以根据不同工艺要求加工成不同规则和大小的砂子，更能满足日常需求。本发明中，按重量份数计，机制砂典型但非限定性的含量为：20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份。
天然砂和机制砂的添加能够减少水泥的用量，降低成本。
矿渣是矿石经过选矿或冶炼后的残余物，矿渣微粉是矿渣经过粉碎后的颗粒状物质，加入矿渣微粉不但可以减少水泥的用量，还能改善干混砂浆的易和性，并能提高砂浆干燥后的强度。本发明中，按重量份数计，矿渣微粉典型但非限定性的含量为：10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份。
玄武岩纤维是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，强度与高强度S玻璃纤维相当，是一种环保绿色高性能纤维材料，具有强度高、耐腐蚀和耐高温的优异性能，在干混砂浆的原料中添加玄武岩纤维能够显著增强砂浆的强度，特别是充分发挥了玄武岩纤维的纤维增韧性能，使得砂浆固化后的抗裂性能得到显著提高。本发明中，按重量份数计，玄武岩纤维典型但非限定性的含量为：0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2.0份。
玻化微珠的理化性能稳定，具有优异的绝热、防火、吸音性能，添加到干混砂浆中不但能够提高砂浆的保温性能，还能减少产品后期强度低和空鼓开裂等现象，提高产品质量。本发明中，按重量份数计，玻化微珠典型但非限定性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份或25份。
可再分散乳胶粉为水溶性可再分散粉末，分为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物等，喷雾干燥后制成的粉体粘合剂，以聚乙烯醇作为保护胶体。这种粉体在与水接触后可以很快再分散成乳液，具有高粘结能力、抗水性、易施工性和隔热性。本发明中，按重量份数计，可再分散乳胶粉典型但非限定性的含量为：0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2.0份。
上述3D基材干粉砂浆原料配比，通过各原料的合理配比，使得砂浆具有良好的保温和抗裂性能，并且易于施工，另外，该3D基材干粉砂浆原料配比充分利用了天然砂、机制砂以及矿渣微粉，不但减少了水泥的用量，还使工业矿渣得到有效利用，绿色环保且成本低。
在本发明的一种优选实施方式中，所述3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥21-29份、天然砂11-19份、机制砂21-29份、矿渣微粉11-19份、玄武岩纤维0.2-1.8份、玻化微珠5-20份和可再分散乳胶粉0.2-1.8份。
在本发明的一种优选实施方式中，所述3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥22-28份、天然砂12-18份、机制砂22-28份、矿渣微粉12-18份、玄武岩纤维0.3-1.7份、玻化微珠10-20份和可再分散乳胶粉0.3-1.7份。
在本发明的一种优选实施方式中，所述水泥为普通硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、5％-20％的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料；具有强度高、水化热大，抗冻性好、干缩小，耐磨性较好、抗碳化性较好的特性。
在本发明的一种优选实施方式中，所述矿渣微粉的比表面积为380-420m2/kg，所述矿渣微粉的粒度为80-160目。比表面积为380-420m2/kg的矿渣微粉的活性挥发较好。
在本发明的一种优选实施方式中，所述矿渣微粉为超活性矿渣微粉。超活性矿渣微粉是指7天活性指数不低于100％的矿渣微粉。采用超活性的矿渣微粉可以减少其用量，更加节能高效，同时提高产品质量。
在本发明的一种优选实施方式中，所述天然砂和所述机制砂的粒度为5-10目。天然砂和机制砂的粒度太细不利于干混砂浆的强度，太粗干混砂浆的流动性会变差，经过不断试验论证5-10目的天然砂和机制砂所得的干混砂浆的流动性和强度均较佳。
在本发明的一种优选实施方式中，所述玻化微珠比表面积为80-120m2/kg，导热系数≤0.048W/(m·K)。采用上述比表面积和导热系数的玻化微珠有助于提高干混砂浆的保温性能。
在本发明的一种优选实施方式中，所述原料还包括羟丙基甲基纤维素5-15重量份，和/或，十二烷基硫酸钠5-15重量份。
羟丙基甲基纤维素作为水泥砂浆的保水剂、缓凝剂使砂浆具有泵送性，在抹灰浆、石膏料、腻子粉或其他的建材作为黏合剂，提高涂抹性和延长可操作时间；用作粘贴瓷砖、大理石、塑料装饰，粘贴增强剂，还可以减少水泥用量。本发明中，按重量份数计，羟丙基甲基纤维素典型但非限定性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。
十二烷基硫酸钠能够提高干混砂浆的粘稠度，增强干混砂浆的易施工性。本发明中，按重量份数计，十二烷基硫酸钠典型但非限定性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。
优选地，所述3D基材干粉砂浆原料配比包括以下重量份的原料：水泥20-30份、天然砂10-20份、机制砂20-30份、矿渣微粉10-20份、玄武岩纤维0.1-2份、玻化微珠5-25份、可再分散乳胶粉0.1-2份、羟丙基甲基纤维素5-15份和十二烷基硫酸钠5-15份。上述3D基材干粉砂浆原料配比充分发挥了各原料的配合作用，使得3D基材干粉砂浆不但具有良好的保温、抗裂性能，还易于涂抹，施工性强。
第二方面，本发明提供了一种3D基材干粉砂浆的生产工艺，包括以下步骤：根据上述的3D基材干粉砂浆原料配比称取配方量的原料，将水泥、天然砂和机制砂混合并搅拌均匀，然后加入矿渣微粉搅拌均匀，最后加入玄武岩纤维、玻化微珠和可再分散乳胶粉混合并搅拌均匀得到3D基材干粉砂浆。
上述3D基材干粉砂浆的生产工艺具有工艺简单的优点，各原料按次序搅拌均匀即可，采用该方法制备得到的3D基材干粉砂浆具有保温、抗裂性能良好以及易于施工的优点。
在本发明的一种优选实施方式中，在加入矿渣微分搅拌均匀后，还包括加入羟丙基甲基纤维素和/或十二烷基硫酸钠的步骤。加入羟丙基甲基纤维素和/或十二烷基硫酸钠能够进一步增加3D基材干粉砂浆的保温抗裂性能、涂抹性和易施工性。
实施例1
一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥20份、天然砂10份、机制砂20份、矿渣微粉10份、玄武岩纤维0.1份、玻化微珠5份和可再分散乳胶粉0.1份。
其中，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；天然砂和机制砂的粒度为5目；玻化微珠比表面积为80m2/kg，导热系数为0.048W/(m·K)；矿渣微粉的比表面积为380m2/kg，粒度为80目。
实施例2
一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥30份、天然砂20份、机制砂30份、矿渣微粉20份、玄武岩纤维2份、玻化微珠25份和可再分散乳胶粉2份。
其中，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；天然砂和机制砂的粒度为5目；玻化微珠比表面积为100m2/kg，导热系数为0.040W/(m·K)；矿渣微粉的比表面积为400m2/kg，粒度为100目。
实施例3
一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥25份、天然砂15份、机制砂25份、矿渣微粉15份、玄武岩纤维1份、玻化微珠10份和可再分散乳胶粉1份。
其中，水泥为强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥；天然砂和机制砂的粒度为5目；玻化微珠比表面积为100m2/kg，导热系数为0.040W/(m·K)；矿渣微粉的比表面积为400m2/kg，粒度为100目。
实施例4
一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥25份、天然砂15份、机制砂25份、矿渣微粉15份、玄武岩纤维1份、玻化微珠10份、可再分散乳胶粉1份和羟丙基甲基纤维素10份。
其中，水泥为强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥；天然砂和机制砂的粒度为5目；玻化微珠比表面积为100m2/kg，导热系数为0.040W/(m·K)；矿渣微粉的比表面积为420m2/kg，粒度为120目。
实施例5
一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥25份、天然砂15份、机制砂25份、矿渣微粉15份、玄武岩纤维1份、玻化微珠10份、可再分散乳胶粉1份和十二烷基硫酸钠10份。
其中，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；天然砂和机制砂的粒度为5目；玻化微珠比表面积为100m2/kg，导热系数为0.038W/(m·K)；矿渣微粉的比表面积为400m2/kg，粒度为100目。
实施例6
一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥25份、天然砂15份、机制砂25份、矿渣微粉15份、玄武岩纤维1份、玻化微珠10份、可再分散乳胶粉1份、羟丙基甲基纤维素10份和十二烷基硫酸钠10份。
其中，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；天然砂和机制砂的粒度为5目；玻化微珠比表面积为100m2/kg，导热系数为0.038W/(m·K)；矿渣微粉的比表面积为410m2/kg，粒度为100目。
实施例7
一种3D基材干粉砂浆的生产工艺，包括以下步骤：根据实施例1所述的3D基材干粉砂浆原料配比称取配方量的原料，将水泥、天然砂和机制砂混合并搅拌均匀，然后加入矿渣微粉搅拌均匀，最后加入玄武岩纤维、玻化微珠和可再分散乳胶粉混合并搅拌均匀得到3D基材干粉砂浆。
采用与实施例7相同的方法制备实施例2和3中的保温抗裂砂浆。
实施例8
一种3D基材干粉砂浆的生产工艺，包括以下步骤：根据实施例4所述的3D基材干粉砂浆原料配比称取配方量的原料，将水泥、天然砂和机制砂混合并搅拌均匀，然后加入矿渣微粉搅拌均匀，最后加入玄武岩纤维、玻化微珠、可再分散乳胶粉和羧丙基甲基纤维素混合并搅拌均匀得到3D基材干粉砂浆。
实施例9
一种3D基材干粉砂浆的生产工艺，包括以下步骤：根据实施例5所述的3D基材干粉砂浆原料配比称取配方量的原料，将水泥、天然砂和机制砂混合并搅拌均匀，然后加入矿渣微粉搅拌均匀，最后加入玄武岩纤维、玻化微珠、可再分散乳胶粉和十二烷基硫酸钠混合并搅拌均匀得到3D基材干粉砂浆。
实施例10
一种3D基材干粉砂浆的生产工艺，包括以下步骤：根据实施例6所述的3D基材干粉砂浆原料配比称取配方量的原料，将水泥、天然砂和机制砂混合并搅拌均匀，然后加入矿渣微粉搅拌均匀，最后加入玄武岩纤维、玻化微珠、可再分散乳胶粉、羧丙基甲基纤维素和十二烷基硫酸钠混合并搅拌均匀得到3D基材干粉砂浆。
对比例1
一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥10份、天然砂30份、机制砂30份、矿渣微粉5份、玄武岩纤维5份、玻化微珠4份和可再分散乳胶粉3份。
其中，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；天然砂和机制砂的粒度为5目；玻化微珠比表面积为80m2/kg，导热系数为0.048W/(m·K)；矿渣微粉的比表面积为380m2/kg，粒度为80目。
对比例1中各原料的配比不在本发明的配比范围内。
对比例2
一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥25份、天然砂12份、机制砂23份、矿渣微粉12份、玄武岩纤维3份、玻化微珠1份和可再分散乳胶粉3份；
其中，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；天然砂和机制砂的粒度为5目；玻化微珠比表面积为80m2/kg，导热系数为0.048W/(m·K)；矿渣微粉的比表面积为380m2/kg，粒度为80目。
对比例3
一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥15份、天然砂15份、机制砂10份、矿渣微粉30份、玄武岩纤维0.01份、玻化微珠20份和可再分散乳胶粉1份；
其中，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；天然砂和机制砂的粒度为5目；玻化微珠比表面积为80m2/kg，导热系数为0.048W/(m·K)；矿渣微粉的比表面积为380m2/kg，粒度为80目。
对比例4
一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥2份、天然砂12份、机制砂40份、矿渣微粉18份、玄武岩纤维5份、玻化微珠1份和可再分散乳胶粉3份；
其中，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；天然砂和机制砂的粒度为5目；玻化微珠比表面积为80m2/kg，导热系数为0.048W/(m·K)；矿渣微粉的比表面积为380m2/kg，粒度为80目。
对比例5
一种3D基材干粉砂浆原料配比，包括以下重量份的原料：水泥20份、天然砂10份、机制砂20份、玄武岩纤维0.1份和可再分散乳胶粉0.1份。
其中，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；天然砂和机制砂的粒度为5目。
对比例5的各原料的选取与本发明不同。
对比例6
青岛旭盛新型建材有限公司干混外保温粘结砂浆。
表1 砂浆性能测试结果
由表1的性能测试结果可知，实施例1-6的砂浆的各项性能均满足标准JG158-2004中5.8关于抗裂砂浆性能指标的规定，即拉伸粘结强度≥0.7MPa，浸水拉伸粘结强度≥0.5MPa，压折比≤3MPa；并且实施例1-6的各项性能均明显优于对比例1-6，强度高、导热系数低，说明实施例1-6的抗裂性能和保温性能良好。对比例1中各原料的含量均不在本发明的各原料含量范围内，对比例2-4中部分原料的含量不在本发明的各原料含量范围内，对比例5的各原料的选取与本发明的不同，表1数据显示，对比例1-5的各项性能与实施例1-6相比均较差，由此说明实施例1-6的3D基材干粉砂浆原料配比充分发挥了各原料的配合作用，因而得到的3D基材干粉砂浆具有了强度高、抗裂性能和保温性能良好的优点。进一步的可以看出，实施例4-6增加了组分羟丙基甲基纤维素和/或十二烷基硫酸钠，所得的3D基材干粉砂浆的拉伸粘结强度、浸水拉伸粘结强度、压折比以及导热系数均优于实施例1-3，说明增加的羟丙基甲基纤维素和/或十二烷基硫酸钠对提高3D基材干粉砂浆的强度、抗裂性能以及保温性能均有积极作用。
因此，本发明提供的3D基材干粉砂浆具有良好的保温、抗裂性能。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。