本發(fā)明屬于建筑材料，具體涉及一種輕質(zhì)低碳保溫砂漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、保溫砂漿作為一種重要的建筑材料，廣泛應(yīng)用于建筑外墻保溫系統(tǒng)中，能夠有效提高建筑物的保溫性能，降低能耗，對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。然而，傳統(tǒng)的保溫砂漿在強(qiáng)度、環(huán)保方面存在顯著不足。傳統(tǒng)保溫砂漿通常采用水泥作為主要膠凝材料，水泥生產(chǎn)過(guò)程中需要高溫煅燒，消耗大量能源并排放大量二氧化碳，不符合低碳環(huán)保的要求。其次，傳統(tǒng)保溫砂漿中使用的普通砂密度較大，增加了墻體的自重，給建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)額外負(fù)擔(dān)，墻體時(shí)間久易出現(xiàn)裂縫與剝落，影響建筑物的安全性、耐久性及保溫性。此外建筑行業(yè)作為碳排放的重要領(lǐng)域，亟需開(kāi)發(fā)一種輕質(zhì)低碳的保溫砂漿，以滿足綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明采用生石灰、磷石膏和礦渣粉組成的堿激發(fā)膠凝材料替代傳統(tǒng)的水泥基膠凝材料，采用煤矸石陶砂替代普通砂，還引入了稻殼和咖啡渣作為輕質(zhì)填充材料，成功制備出一種輕質(zhì)低碳保溫砂漿，不僅具有良好的保溫性能和力學(xué)性能，還能夠有效降低建筑物的碳排放，符合綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。
2、為達(dá)到上述目的，采用技術(shù)方案如下：
3、一種輕質(zhì)低碳保溫砂漿，其組成按重量份數(shù)計(jì)如下：
4、生石灰100-160份、磷石膏250-350份、礦粉300-450份、煤矸石陶砂350-550份、聚苯乙烯泡沫顆粒60-100份、稻殼70-110份、咖啡渣180-260份、聚丙烯纖維10-20份、分散劑2-4份、引氣劑1-2份、水600-700份。
5、優(yōu)選的是，所述生石灰cao含量在75wt％以上.
6、優(yōu)選的是，所述磷石膏為原狀磷石膏，含水率為8-15wt％。
7、優(yōu)選的是，所述礦粉為s95級(jí)高爐礦渣粉。
8、優(yōu)選的是，所述煤矸石陶砂粒徑為0.16-3mm，筒壓強(qiáng)度12mpa以上。
9、優(yōu)選的是，所述聚苯乙烯泡沫顆粒粒徑在1-2mm。
10、優(yōu)選的是，所述稻殼為稻谷分離后的殼，長(zhǎng)度5-8mm，寬度2.5-5.0mm。
11、優(yōu)選的是，所述咖啡渣為制作咖啡后收集的殘?jiān)?，?jīng)100℃干燥去除水分。
12、優(yōu)選的是，所述聚丙烯纖維長(zhǎng)徑比為340-360、抗拉強(qiáng)度為350-400mpa的束狀單絲型纖維。
13、優(yōu)選的是，所述分散劑為羧甲基纖維素。
14、優(yōu)選的是，所述引氣劑為十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的一種。
15、上述輕質(zhì)低碳保溫砂漿的制備方法，包括以下步驟：
16、將生石灰、磷石膏、礦粉與1/4的水混合濕磨至＞250目得到混合物a；將聚丙烯纖維、分散劑、引氣劑、煤矸石陶砂與1/4水混合攪拌均勻得到混合物b；
17、將混合物a與聚苯乙烯泡沫顆粒放入圓盤(pán)造粒機(jī)中，使得聚苯乙烯泡沫顆粒表面包裹混合物a漿體；
18、將包裹了混合物a的聚苯乙烯泡沫顆粒、剩余混合物a、混合物b、稻殼、咖啡渣、1/2水混合攪拌均勻，得到輕質(zhì)低碳保溫砂漿。
19、本發(fā)明采用生石灰、磷石膏和礦渣粉組成的堿激發(fā)膠凝材料替代傳統(tǒng)的水泥基膠凝材料，無(wú)需高溫煅燒，生產(chǎn)過(guò)程中能耗低，碳排放少，具有顯著的低碳環(huán)保優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，堿激發(fā)膠凝材料具有良好的力學(xué)性能和耐久性，早期強(qiáng)度高，能夠滿足建筑保溫砂漿的使用要求。此外，本發(fā)明采用煤矸石陶砂替代普通砂，不僅能夠顯著減輕保溫砂漿的重量，降低墻體負(fù)擔(dān)，增加力學(xué)性能和保溫性能，還能夠有效利用煤矸石這一工業(yè)固體廢棄物，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。為進(jìn)一步提升保溫砂漿的保溫性能，本發(fā)明還引入了稻殼和咖啡渣作為輕質(zhì)填充材料。稻殼和咖啡渣是常見(jiàn)的農(nóng)業(yè)和食品加工廢棄物，具有多孔結(jié)構(gòu)和低導(dǎo)熱系數(shù)，能夠顯著提高保溫砂漿的保溫性能。同時(shí)，稻殼和咖啡渣的利用不僅降低了保溫砂漿的密度，還實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化利用，進(jìn)一步體現(xiàn)了低碳環(huán)保的理念。
20、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明有益效果如下：
21、1、采用堿激發(fā)膠凝材料替代傳統(tǒng)水泥基膠凝材料，顯著降低了生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放。堿激發(fā)膠凝材料由生石灰、磷石膏和礦渣粉組成，無(wú)需高溫煅燒，生產(chǎn)能耗低，符合低碳環(huán)保的要求。此外，該保溫砂漿還利用了煤矸石、稻殼和咖啡渣等多種工業(yè)及農(nóng)業(yè)固體廢棄物，不僅實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，緩解了固廢處置壓力，還進(jìn)一步降低了保溫砂漿的生產(chǎn)成本，具有顯著的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益。
22、2、利用煤矸石陶砂替代普通砂，煤矸石陶砂具有多孔結(jié)構(gòu)，能夠有效降低保溫砂漿的密度，減輕墻體自重，同時(shí)其多孔結(jié)構(gòu)還提供了良好的保溫隔熱性能。煤矸石陶砂其圓形結(jié)構(gòu)可起到滾珠效應(yīng)和拱殼效應(yīng)，提高保溫砂漿的工作性能和力學(xué)性能。此外，聚丙烯纖維的摻入進(jìn)一步提升了保溫砂漿的抗裂性能，有效防止了墻體裂縫的產(chǎn)生，提高了建筑物的安全性和耐久性。
23、3、本發(fā)明引入稻殼和咖啡渣作為輕質(zhì)填充材料，兩者可對(duì)砂漿進(jìn)行空隙優(yōu)化與填充效應(yīng)，改善砂漿的界面過(guò)渡區(qū)，增強(qiáng)與煤矸石陶砂、聚苯乙烯泡沫顆粒的粘結(jié)力，同時(shí)通過(guò)吸附水分和調(diào)節(jié)水化過(guò)程，減少干燥收縮和開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。稻殼的纖維狀結(jié)構(gòu)與咖啡渣的多孔表面形成微觀網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步增強(qiáng)保溫砂漿的抗裂性和韌性。稻殼和咖啡渣的輕質(zhì)多孔及比表面積較大，不僅可協(xié)同降低砂漿密度，提升保溫隔熱性能，具有良好的隔音效果來(lái)提升建筑物居住舒適性，還可發(fā)揮內(nèi)養(yǎng)護(hù)效應(yīng)來(lái)抑制收縮，多孔結(jié)構(gòu)可作為著位點(diǎn)，促進(jìn)水化產(chǎn)物的生長(zhǎng)進(jìn)而提高強(qiáng)度。
24、4、通過(guò)聚苯乙烯顆粒與堿激發(fā)膠凝材料漿體造粒成球的方式，解決了聚苯乙烯顆粒在傳統(tǒng)保溫砂漿中無(wú)法均勻分布的缺點(diǎn)，其與聚丙烯纖維、稻殼在砂漿中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有效阻隔了溫度的散發(fā)，還增強(qiáng)了材料的整體性和穩(wěn)定性。
1.一種輕質(zhì)低碳保溫砂漿，其特征在于組成按重量份數(shù)計(jì)如下：
2.如權(quán)利要求1所述輕質(zhì)低碳保溫砂漿，其特征在于所述生石灰cao含量在75wt％以上；所述磷石膏為原狀磷石膏，含水率為8-15wt％；所述礦粉為s95級(jí)高爐礦渣粉。
3.如權(quán)利要求1所述輕質(zhì)低碳保溫砂漿，其特征在于所述煤矸石陶砂粒徑為0.16-3mm，筒壓強(qiáng)度12mpa以上。
4.如權(quán)利要求1所述輕質(zhì)低碳保溫砂漿，其特征在于所述聚苯乙烯泡沫顆粒粒徑在1-2mm。
5.如權(quán)利要求1所述輕質(zhì)低碳保溫砂漿，其特征在于所述稻殼為稻谷分離后的殼，長(zhǎng)度5-8mm，寬度2.5-5.0mm。
6.如權(quán)利要求1所述輕質(zhì)低碳保溫砂漿，其特征在于所述咖啡渣為制作咖啡后收集的殘?jiān)?，?jīng)100℃干燥去除水分。
7.如權(quán)利要求1所述輕質(zhì)低碳保溫砂漿，其特征在于所述聚丙烯纖維長(zhǎng)徑比為340-360、抗拉強(qiáng)度為350-400mpa的束狀單絲型纖維。
8.如權(quán)利要求1所述輕質(zhì)低碳保溫砂漿，其特征在于所述分散劑為羧甲基纖維素。
9.如權(quán)利要求1所述輕質(zhì)低碳保溫砂漿，其特征在于所述引氣劑為十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的一種。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述輕質(zhì)低碳保溫砂漿的制備方法，其特征在于包括以下步驟：