一种保温找平材料及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种保温找平材料及其施工方法。

背景技术

传统的地面找平材料主要有水泥砂浆找平，该找平材料找平厚度高，密度大，导致单位面积地板承受负载过大，影响建筑的使用寿命，另外传统找平施工效率低、人工需求多，后期还面对着淋水养护和开裂空鼓等问题，且在装修时散装进入的砂子和水泥会污染电梯和楼道，后续还需要解决清理问题，造成不必要的环境污染问题。

CN102674778B公开了一种掺有低温稻壳灰的自流平砂浆，主要由普通硅酸盐水泥、高铝水泥、低温稻壳灰、矿渣粉、粉煤灰作为胶凝材料，以河砂为集料，并加入减水剂、消泡剂、稳定剂、膨胀剂和水制备而成，该自流平砂浆虽然在一定程度上解决了自流平砂浆收缩开裂和硬化表面不光滑等问题。但是，该自流平砂浆不具备保温功能，对要求隔声保温的楼地面的保温性能影响较大。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保温找平材料及其施工方法，该保温找平材料具备优异的保温、找平和防开裂效果。

第一方面，本发明提供一种保温找平材料，包括以下重量份数的原料：

硅酸盐水泥50-100份、特种石膏100-300份、橡胶颗粒50-200份、保温剂400-1200份、乳胶粉10-30份、纤维素1-5份、减水剂1-3份和防水剂5-20份；

其中，所述保温剂包括海泡石50-150份、轻质多孔炉渣300-500份和粉煤灰漂珠50-200份；

或所述保温剂包括改性海泡石50-100份、轻质多孔炉渣300-500份和粉煤灰漂珠50-250份；

或所述保温剂包括海泡石50-150份、轻质多孔炉渣300-500份和改性玻化微珠50-200份；

或所述保温剂包括改性海泡石50-100份、轻质多孔炉渣300-500份和改性玻化微珠50-200份。

本发明的保温找平材料包括硅酸盐水泥、特种石膏、橡胶颗粒、保温剂、乳胶粉、纤维素、减水剂和防水剂，其中，硅酸盐水泥、特种石膏与橡胶颗粒复配替代现有技术中的硅酸盐水泥，显著提高了保温找平材料的阻尼、减震性能，有效避免了保温找平材料的开裂；而改性海泡石、轻质多孔炉渣、粉煤灰漂珠或改性玻化微珠的使用，在提升找平材料保温性能的前提下，能够显著改善找平材料的流动性和可塑性，进而赋予材料良好的找平效果，并同时避免了材料的开裂问题；最后加入乳胶粉、纤维素和减水剂，以提高体系的稳定性和保水性，使体系维持较好的流动性，赋予材料良好的找平效果。

作为本技术方案优选地，所述橡胶颗粒中橡胶的材质包括丙烯酸酯橡胶和改性丙烯酸酯橡胶中的任意一种或两种；

优选地，所述丙烯酸酯包括丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯中的任意一种或多种；

优选地，所述改性丙烯酸酯橡胶为硅烷改性丙烯酸酯橡胶，所述硅烷包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷中的任意一种或多种；

优选地，所述改性丙烯酸酯橡胶的制备方法包括：将丙烯酸酯类单体和硅烷的二元共聚物置于酸性溶液中，于60-90℃下交联反应10-20h，其中，酸性溶液为pH为3-5的盐酸、硫酸或硝酸溶液。

本发明的橡胶颗粒优选为丙烯酸酯橡胶或改性丙烯酸酯橡胶，硅酸盐水泥与丙烯酸酯橡胶或者改性丙烯酸酯橡胶复配，既保障了保温找平材料的强度，又赋予了其优异的阻尼、减震效果，进而有效提高了保温找平材料的抗开裂性能。

进一步，改性丙烯酸酯橡胶优选为硅烷改性丙烯酸酯橡胶，硅烷改性后的丙烯酸酯橡胶为侧链含有硅烷基团的大分子网状结构，此结构不仅可赋予丙烯酸酯橡胶更为优异的耐老化性能以及抗开裂性能，而且硅烷基团的存在，可赋予保温找平材料更优异的耐水性。

具体地，本发明的硅烷优选为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷中的任意一种或多种，在对丙烯酸酯橡胶进行改性过程中，首先在偶氮二异丁腈等引发剂的作用，使丙烯酸酯和硅烷发生聚合，形成丙烯酸酯和硅烷的二元共聚物，然后将其置于酸性溶液中进行交联反应，以制备得到硅烷改性的丙烯酸酯橡胶。

作为本技术方案优选地，所述橡胶颗粒的粒径优选为20-30目；其中，粒径为20目的橡胶颗粒占比为30-50％，粒径为30目的橡胶颗粒占比为50-70％。

海泡石为一种天然纤维，其本身具备保温和润滑的效果，但其分散性较差，因此，本发明的海泡石优选使用硬脂酸和十二烷基硫酸钠改性后的海泡石，改性后的海泡石一方面因硬脂酸的引入表面带部分疏水碳链，另一方面因十二烷基硫酸钠阴离子表面活性剂的引入表面带部分负电荷基团，因此改性后的海泡石表面既具有亲水基团，又具有疏水基团，使得改性海泡石在基体材料中具有更为优异的分散性和保温性。

具体地，所述改性海泡石的制备方法包括：

将海泡石分散于有机溶剂中，得到质量浓度为20-40％的海泡石悬浮液；

向海泡石悬浮液中加入酸性调节剂，调节pH至3-4，并于70-90℃下磁力搅拌，得到酸性海泡石悬浮液；

向酸性海泡石悬浮液中加入硬脂酸和十二烷基硫酸钠，并于70-80℃下机械搅拌1-3h，反应完成后，依次进行过滤、洗涤和干燥，得到改性海泡石；

优选地，所述有机溶剂为无水乙醇，所述酸性调节剂为稀盐酸、稀硫酸和磷酸中的任意一种；

优选地，所述硬脂酸和所述十二烷基硫酸钠的质量分别为海泡石质量的1-5％；

优选地，所述干燥时，控制温度为50-70℃，时间为6-12h，以充分去除海泡石表面残留的溶剂，进一步丰富海泡石内部的微孔结构。

玻化微珠容量轻，导热系数低，是较为优异的保温材料，但是，因玻化微珠界面性较差，其与其他材料之间的结合强度有待进一步提高，因此，为进一步提高玻化微珠与其他材料的结合强度，本发明对玻化微珠进行了改性。

具体地，所述改性玻化微珠的制备方法包括：

将硅的前驱体溶于有机溶剂中，制得溶液A；

向溶液A中加入硅烷偶联剂，制得溶液B；

向溶液B中加入预处理后的玻化微珠，依次进行搅拌、静置和干燥，得到改性玻化微珠；

优选地，所述硅的前驱体包括硅酸四乙酯、正硅酸丁酯和正硅酸甲酯中的任意一种或多种；所述硅烷偶联剂包括KH550和KH560中的任意一种；所述有机溶剂为无水乙醇；

优选地，所述预处理后的玻化微珠为于50-70℃下干燥处理后的玻化微珠；

优选地，所述搅拌时，控制pH值为8-10，于室温环境下搅拌20-40min；

优选地，所述静置时，于室温环境下静置2-5h；

优选地，所述干燥时，控制温度为50-70℃，时间为6-12h；

优选地，所述硅的前驱体、所述有机溶剂、所述硅烷偶联剂和所述玻化微珠质量比为(2-3)：(4-6)：(0.05-0.1)：(1.5-2.5)。

本发明使用硅源及硅烷偶联剂对玻化微珠进行改性，可显著提高玻化微珠的界面性能，进而提高其与其他材料之间的结合强度，在保护玻化微珠结构完整性的前提下，提高找平材料的力学性能，并解决抗开裂问题。

作为本技术方案优选地，所述减水剂包括聚羧酸酯酚、聚甲基丙烯酸酯酚、聚酯酚、聚氨酯酚、木质磺酸钠和木质磺酸钙中的任意一种或两种；

当所述减水剂为木质磺酸钠和/或木质磺酸钙时，还需要加入氧化酶，以使木质磺酸钠和/或木质磺酸钙之间发生聚合；

优选地，所述氧化酶为苯二醇氧化还原酶，所述苯二醇氧化还原酶为木质磺酸钠和/或木质磺酸钙质量的0.05-0.1％。

本发明的减水剂除使用聚羧酸类减水剂外，还可选用最为普通的木质磺酸盐类减水剂，木质磺酸盐类减水剂不仅能够大幅提供改善保温找平材料的流动性和可塑性，而且可大大降低有害孔隙，明显增强抗压强度。

但是，需要说明的一点是，在使用木质磺酸盐类减水剂时，需额外加入氧化酶，以使木质磺酸盐之间发生聚合，形成抗水性基团，进而减少防水剂的使用。

最后，加入乳胶粉和纤维素，以提高混合体系的粘结力，并使体系保持一定的分散性和稳定性。

其中，所述乳胶粉包括醋酸乙烯-乙烯共聚物、醋酸乙烯酯均聚物、聚醋酸乙烯酯、丙烯酸酯共聚物、苯丙乳胶粉中的任意一种或多种。而所述纤维素包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟甲基纤维素中的任意一种或多种。

作为本技术方案优选地，所述硅酸盐水泥为硅酸盐42.5水泥。

第二方面，本发明还提供了上述保温找平材料的施工方法，具体包括以下步骤：

S1、于钢筋混凝土结构板靠近墙壁的一端贴合墙壁设置竖向隔声片；

S2、将保温找平材料与水按质量比1：(0.4-0.6)比例混合，快速搅拌、静置后，铺设在钢筋混凝土结构板上；

S3、待保温找平层干燥后，在其表面铺设弹性隔声涂层；

S4、待弹性隔声涂层干燥后，在其表面铺设抗裂水泥自流平砂浆；

优选地，所述保温找平层的厚度为25mm，所述弹性隔声涂层的厚度为5mm，所述抗裂水泥自流平砂浆的厚度为5-10mm。

本发明的保温找平材料，与现有技术相比，至少具有以下有益效果：

1、本发明的保温找平材料包括硅酸盐水泥、橡胶颗粒、特种石膏、保温剂、乳胶粉、纤维素、减水剂和防水剂，其中，硅酸盐水泥与橡胶颗粒复配替代现有技术中的硅酸盐水泥，显著提高了保温找平材料的阻尼、减震性能，有效避免了保温找平材料的开裂；而改性海泡石、轻质多孔炉渣、粉煤灰漂珠或改性玻化微珠的使用，在提升找平材料保温性能的前提下，能够显著改善找平材料的流动性和可塑性，进而赋予材料良好的找平效果，并同时避免了材料的开裂问题；

2、本发明的橡胶颗粒优选为丙烯酸酯橡胶或改性丙烯酸酯橡胶，硅酸盐水泥与丙烯酸酯橡胶或者改性丙烯酸酯橡胶复配，既保障了保温找平材料的强度，又赋予了其优异的阻尼、减震效果，进而有效提高了保温找平材料的隔声及抗开裂性能。并且，本发明中的改性丙烯酸酯橡胶优选为硅烷改性丙烯酸酯橡胶，硅烷改性后的丙烯酸酯橡胶为侧链含有硅烷基团的大分子网状结构，此结构不仅可赋予丙烯酸酯橡胶更为优异的耐老化性能以及抗开裂性能，而且硅烷基团的存在，可赋予保温找平材料更优异的耐水性；

3、本发明的保温剂主要由改性海泡石、改性玻化微珠和轻质多孔炉渣组成，此保温剂的选择不仅可以赋予保温找平材料优异的保温性能，而且因其较好的流动性、润滑性，可进一步提高找平材料的抗开裂性能；

4、本发明的减水剂除使用聚羧酸类减水剂外，还可选用最为普通的木质磺酸盐类减水剂，木质磺酸盐类减水剂不仅能够大幅提供改善保温找平材料的流动性和可塑性，而且可大大降低有害孔隙，明显增强抗压强度。此外，本发明还创造性地提出了在木质磺酸盐类减水剂中加入氧化酶，以使木质磺酸盐之间发生聚合，形成抗水性基团，进而减少防水剂的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明保温找平材料的施工结构图。

附图标记：

1：竖向隔声片；2：钢筋混凝土结构板；3：保温找平层；4：弹性隔声涂层；5：水泥自流平砂浆层。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

改性丙烯酸酯橡胶的制备

将丙烯酸酯类单体和乙烯基三甲氧基硅烷的二元共聚物置于pH为3的酸性溶液中，于80℃下交联反应15h，得到改性丙烯酸酯橡胶。

改性海泡石的制备

将100g海泡石分散于无水乙醇中，得到质量浓度为3％的海泡石悬浮液；向海泡石悬浮液中加入磷酸溶液，调节pH至3，并于8℃下磁力搅拌，得到酸性海泡石悬浮液；向酸性海泡石悬浮液中加入2g硬脂酸和3g十二烷基硫酸钠，并于70℃下机械搅拌3h，反应完成后，依次进行过滤、洗涤，最后于60℃下干燥10h，得到改性海泡石。

改性玻化微珠的制备

将20g硅酸四乙酯溶于40g无水乙醇中，制得溶液A；向溶液A中加入0.5gKH550，制得溶液B；将20g玻化微珠于60℃下干燥处理后加入溶液B中，控制pH值为8，于室温环境下搅拌30min，然后在室温环境下静置5h，最后在60℃下干燥10h，得到改性玻化微珠。

实施例2

保温找平材料的组成：

硅酸盐水泥100份、特种石膏200份、改性丙烯酸酯橡胶100份、海泡石100份、轻质多孔炉渣400份、粉煤灰漂珠100份、醋酸乙烯-乙烯共聚物20份、甲基纤维素3份、聚羧酸酯酚减水剂2份和防水剂10份。

实施例3

保温找平材料的组成：

硅酸盐水泥100份、特种石膏200份、改性丙烯酸酯橡胶100份、改性海泡石100份、轻质多孔炉渣400份、粉煤灰漂珠100份、醋酸乙烯-乙烯共聚物20份、甲基纤维素3份、聚羧酸酯酚减水剂2份和防水剂10份。

实施例4

保温找平材料的组成：

硅酸盐水泥100份、特种石膏200份、改性丙烯酸酯橡胶100份、海泡石100份、轻质多孔炉渣400份、改性玻化微珠100份、醋酸乙烯-乙烯共聚物20份、甲基纤维素3份、聚羧酸酯酚减水剂2份和防水剂10份。

实施例5

保温找平材料的组成：

硅酸盐水泥100份、特种石膏200份、改性丙烯酸酯橡胶100份、改性海泡石100份、轻质多孔炉渣400份、改性玻化微珠100份、醋酸乙烯-乙烯共聚物20份、甲基纤维素3份、聚羧酸酯酚减水剂2份和防水剂1份。

实施例6

保温找平材料的组成：

与实施例5的区别在于：减水剂为木质磺酸钠，且加有质量为木质磺酸钠0.1％的苯二醇氧化还原酶。

实施例7

保温找平材料的组成：

与实施例5的区别在于：减水剂为木质磺酸钠和木质磺酸钙的混合物，且加有质量为木质磺酸钠和木质磺酸钙总量0.1％的苯二醇氧化还原酶。

实施例8

本发明还提供了实施例5中保温找平材料的施工方法，如图1所示，具体包括以下步骤：

S1、于钢筋混凝土结构板靠近墙壁的一端贴合墙壁设置竖向隔声片；

S2、将保温找平材料与水按质量比1：0.5比例混合，快速搅拌、静置后，铺设在钢筋混凝土结构板上，并控制保温找平层的厚度为25mm；

S3、待保温找平层干燥后，在其表面铺设弹性隔声涂层，并控制弹性隔声涂层的厚度为5mm；

S4、待弹性隔声涂层干燥后，在其表面铺设抗裂水泥自流平砂浆，并控制抗裂水泥自流平砂浆的厚度为5-10mm。

对照例1

保温找平材料的组成：

与实施例5的区别在于：橡胶颗粒为丙烯酸酯橡胶。

对照例2

保温找平材料的组成：

与实施例5的区别在于：硅酸盐水泥的用量为600份，未加入特种石膏和橡胶颗粒。

对照例3

保温找平材料的组成：

与实施例5的区别在于：未加入橡胶颗粒。

对照例4

保温找平材料的组成：

与实施例6的区别在于：减水剂为木质磺酸钠，但未加入苯二醇氧化还原酶。

为研究上述实施例及对照例保温找平材料的保温、找平和抗开裂效果，本发明参照JC/T1023-2021制备了试件，并且三个试件为一组，测试结果如表1所示。

其中，抗开裂效果通过测试试件尺寸变化率进行评价，试件尺寸变化率的测试方法如下：

试件成型后，在标准试验条件下放置24h，脱模后30min内测试试件长度，即为试件的初始长度L

试件测试初始长度后，在标准试验条件下放置28h，测试试件长度，即为自然干燥后长度L

参照JC/T1023-2021的公式计算试件尺寸变化率。

找平效果通过测试试件30min的流动度进行测试，测试方法如下：

将制备得到的符合初始流动度的浆料在搅拌碗内静置30min，搅拌30s，倒入两个流动度试模中，分别测定流动度，两个流动度试模测定值的平均值即为30min流动度。

保温效果通过测试试件的导热系数进行评价。

表1测试结果

由表1可知，本发明的保温找平材料尺寸变化率最低可达0.01％，导热系数最低可达0.056W/m·k，其流动度在30min内变化也较小。可见，本发明的保温找平材料在提升找平材料保温性能的前提下，能够显著改善找平材料的流动性和可塑性，进而赋予材料良好的找平效果，并同时避免了材料的开裂问题，在对隔声保温要求较高的楼地面施工中具有广阔的应用前景。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。