一种含有三元复合纤维的隔音砂浆及其应用的制作方法

1.本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种含有三元复合纤维的隔音砂浆及其应用。


背景技术：

2.随着社会的不断发展，生活水平的提高，城市居住率越来越高。与此同时，各种噪音污染也越来越严重，人们对降噪隔音、提高住宅隐私性和舒适性的需求日益增加。因此，实现建筑材料优异隔音效果成为亟待解决的问题。此外，施工材料轻质化也成是建筑施工过程中亟待解决的问题。现市面上流通的低密度隔音砂浆，多采用添加膨胀玻化微珠或玻璃微珠等实现隔音轻质的效果，但在施工过程中，机械搅拌容易将这类轻质填料搅破，从而严重影响砂浆的隔音效果。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种含有三元复合纤维的隔音砂浆及其应用，在不添加膨胀玻化微珠或玻璃微珠类轻质填料的情况下，实现砂浆的轻质化和隔音效果。
4.为实现上述目的，第一方面，本发明提出了一种含有三元复合纤维的隔音砂浆，包括如下重量份数的组分：水泥250-350份、河砂250-350份、石灰石粉200-300份、热固性树脂100-140份、三元复合纤维28-50份、交联剂0.3-0.5份、发气剂0.2-0.3份和助剂0-5份，其中，所述三元复合纤维包括玻璃纤维、聚丙烯纤维和木质纤维。
5.玻璃纤维是一种绝缘性好、耐热性强、隔音性好的的纤维，但玻璃纤维的耐磨性较差。聚丙烯纤维的电阻率高、导热系数小、韧性好，且耐磨性高，但是耐热性较差。本发明技术方案中，将玻璃纤维、聚丙烯纤维和木质纤维复配使用，第一，玻璃纤维和聚丙烯纤维的性能可互补；第二，木质纤维在砂浆中加水混合后能形成三维网状结构，且由于其纤维结构的毛细管作用，可以将内部的水分迅速地传输到浆料表面和界面，使得浆料内部的水分均匀分布，提高体系的稳定性；同时，砂浆固化干燥后，木质纤维中的水分流失后形成细小的中空管道结构对声波具有一定隔断作用；第三，玻璃纤维、聚丙烯纤维和木质纤维的密度均较低，容易飘浮在液体表面，可被交联剂吸附形成连通孔隙结构，当声波通过时，声波沿着这些孔隙深入到纤维内部，与纤维发生摩擦作用将声能转化为热能，对声波起到减振和吸收的效果，而体系中的热固性树脂可以有效降低和阻止热能的进一步往内侧传导。此外，本技术中添加的发气剂在水泥水化过程中自身可以不断分解产生氮气和少量一氧化碳，在砂浆内部结构中形成许多中空结构的微小气孔。当声波穿过中空结构的气孔时，在气孔中间传播介质发生转换，声波传播由于缓冲作用被减弱，噪音得到有效隔离。本技术的上述组分的综合作用使得砂浆具有对噪音进行吸收削弱隔离的效果，从而达到隔音效果。且如前所述的热固性树脂本身体积密度相比水泥砂的小很多，掺入合适量的环氧树脂和酚醛树脂能有效的降低砂浆的体积密度；同时，由于微小气孔的产生，使得砂浆内部结构的孔隙率变大，砂浆密实度降低，有效降低了砂浆的密度，实现砂浆的轻质化。
6.作为本发明所述含有三元复合纤维的隔音砂浆的优选实施方式，所述三元复合纤维中的玻璃纤维为15-25份，聚丙烯纤维为5-15份，木质纤维为8-10份。
7.发明人经过大量实验发现，玻璃纤维、聚丙烯纤维和木质纤维各组分的加入量对砂浆的密度和隔音效果具有较大的影响。当玻璃纤维、聚丙烯纤维和木质纤维三种组分在上述重量配比下，对应制备的砂浆更加轻质化，且隔音效果表现良好。
8.作为本发明所述含有三元复合纤维的隔音砂浆的优选实施方式，所述热固性树脂包括环氧树脂和酚醛树脂。
9.作为本发明所述含有三元复合纤维的隔音砂浆的优选实施方式，所述热固性树脂中的环氧树脂为70-90份，酚醛树脂为30-50份。
10.环氧树脂和酚醛树脂都是热固性树脂，且环氧树脂和酚醛树脂本身体积密度相比水泥砂的小很多，掺入合适量的环氧树脂和酚醛树脂能有效的降低砂浆的体积密度。
11.作为本发明所述含有三元复合纤维的隔音砂浆的优选实施方式，所述交联剂为聚氧化铝和聚丙烯酰胺中的至少一种。
12.上述交联剂分子中具有高电荷聚合环链体形，对水中胶体和颗粒物具有高度电中和及桥联作用，在水中水解后具有优良的架桥吸附作用。
13.作为本发明所述含有三元复合纤维的隔音砂浆的优选实施方式，所述发气剂为偶氮化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物和过氧化氢中的至少一种。
14.作为本发明所述含有三元复合纤维的隔音砂浆的优选实施方式，所述助剂包括纤维素醚、淀粉醚和可分散性乳胶粉中的至少一种。
15.作为本发明所述含有三元复合纤维的隔音砂浆的优选实施方式，所述纤维素醚为甲基羟丙基纤维素醚、甲基羟乙基纤维素醚和甲基纤维素醚中的至少一种；所述淀粉醚为羟烷基淀粉醚、羧甲基淀粉醚和阳离子淀粉中的至少一种。
16.作为本发明所述含有三元复合纤维的隔音砂浆的优选实施方式，所述可分散性乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月硅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、苯乙烯-丁二烯共聚胶粉中的至少一种。
17.第二方面，本发明还提出一种含有三元复合纤维的隔音砂浆的使用方法，将所述的含有三元复合纤维的隔音砂浆与水混合均匀后进行施工。
18.相对于现有技术，本发明的有益效果为：（1）本发明技术方案通过在水泥砂浆体系中引入三元复合纤维、热固性树脂、发气剂等组分共同发挥作用，不仅可以实现对噪音进行吸收削弱隔离，还可以有效的降低砂浆的体积密度、增大砂浆内部结构的孔隙率，实现砂浆的轻质化；（2）本发明中所采用的三元复合纤维、热固性树脂均可来源于印刷电路板破碎回收贵重金属后剩下回收废料成分，利用回收的印刷电路板破碎粉末作为填料来实现本发明的上述效果，具有环保节能和实现资源回收利用的重要意义。
具体实施方式
19.为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将通过具体实施例对本发明
作进一步说明。
20.本发明实施例和对比例中所采用的原料情况如下：水泥：普通硅酸盐水泥，市售；交联剂：聚氧化铝，市售；发气剂：偶氮化合物，市售；纤维素醚：甲基羟丙基纤维素醚，市售；可分散性乳胶粉：醋酸乙烯酯-乙烯共聚胶粉，市售；其余各原料组分均为市售产品。
21.实施例1-5、对比例1-5的原料组分如下表1所示，各组分用量按重量份数计。
22.表1. 实施例1-5、对比例1-5的原料组成性能测试方法1、参照《jgj 70-2009建筑砂浆基本性能试验方法》测试隔音砂浆材料的堆积密度、干密度、拉伸粘结强度和抗压强度；2、参照《gb/t19889.7-2005声学建筑与建筑构件隔声》和《gb50118-2010民用建筑隔声设计规范》测试隔音砂浆的隔音性能；3、按《gb/t 10294-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》测试隔音砂浆材料的导热系数。
[0023] 实施例1-5、对比例1-5的性能测试结果如下表2所示。
[0024]
表2. 实施例1-5、对比例1-5的性能测试结果如表1、表2所示，实施例1-5制备的砂浆的的密度、导热系数和规范化撞击声压级
均较低。
[0025]
相较于实施例2，对比例1中不添加热固性树脂和纤维材料，对应制备的砂浆的密度、导热系数和规范化撞击声压级均明显高于实施例2。由此表明，热固性树脂和纤维材料的引入，可以极大的降低砂浆的密度，实现砂浆的轻质化，且可显著降低砂浆的导热系数，并实现良好的隔音效果。
[0026]
相较于实施例2，对比例2中不添加纤维材料，对应制备的砂浆虽然密度和导热系数和规范化撞击声压级均有所降低，但是降低幅度不大，该效果主要是由于轻质树脂填料的加入，但其单独作用效果不明显，且强度下降幅度较大；相较于实施例2，对比例3-5中分别缺少玻璃纤维、聚丙烯纤维、木质纤维，缺少组分的重量份按照余下两种纤维的配比进行分配。具体的，对比例3中不添加玻璃纤维，对应制备的砂浆导热系数和规范化撞击声压级均上升；对比例4中不添加聚丙烯纤维，对应制备的砂浆导热系数明显提高，耐热性较差，且其拉伸粘接强度有所降低；对比例5中不添加木质纤维，对应制备的砂浆体系稳定性较差，抗压强度和拉伸粘结强度均较低。由此表明，本发明将上述三种纤维复合后，其在混合体系中发挥协同作用，使得对应制备的砂浆表现出良好的综合性能。当缺少其中任何一种纤维，均会对砂浆性能造成较大的影响。
[0027] 以实施例2为比较依据，实施例2、6-7、对比例6-7的原料组分如下表3所示，各组分用量按重量份数计。
[0028]
表3. 实施例2、6-7、对比例6-7的原料组成实施例2、6-7、对比例6-7的性能测试结果如下表4所示。
[0029]
表4. 实施例2、6-7、对比例6-7的性能测试结果如表3、表4所示，实施例2、6、7的热固性树脂掺量在适合的范围内，砂浆的密度均
有明显降低且抗压强度、拉伸粘结强度、导热系数和规范化撞击声压级等性能指标差异不大。当热固性树脂掺量比例不合适，各项性能指标不能达到预期效果，掺量过低密度没有很明显的下降，导热系数和规范化撞击声压级没有明显改善。掺量过高砂浆密度下降明显，但是抗压强度明显降低，影响砂浆的实际使用。
[0030]
以实施例2为比较依据，实施例2、8-10、对比例8-10的原料组分如下表5所示，各组分用量按重量份数计。
[0031]
表5. 实施例2、8-10、对比例8-10的原料组成实施例2、8-10、对比例8-10的性能测试结果如下表6所示。
[0032]
表6. 实施例2、8-10、对比例8-10的性能测试结果如表5、表6所示，引入适量的发气剂可以降低砂浆的干密度，抗压强度也有所降低，但发气剂不能过量，否则会严重降低砂浆的抗压强度，交联剂的引入一定程度提高了砂浆的拉伸粘结强度和抗压强度，三元复合纤维在砂浆体系内更好的架桥连接，有效降低了砂浆的导热系数和规范化撞击声压级。
[0033]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。