水泥基保温砂浆的制备与性能研究

水泥基保温砂浆的制备与性能研究
摘要：建筑行业中的节能要求越来越高，对环保材料的研究日益深入，在保
温隔热材料的研制过程中，除了需要具备良好的性能优势之外，还成为了解决能
源浪费问题的有效举措之一，旨在全面改善当前的居住环境。

本文通过分析水泥
基保温砂浆等制备方法，并研究影响该项材料性能的相关因素，确定各类原材料
的适宜掺量，对水泥基保温砂浆的研制、生产等工作起到了一定的指导作用，以
期为相关人员提供参考和借鉴。

关键词：水泥基；保温砂浆；制备与性能
一、我国保温砂浆发展现状
（一）传统无机保温砂浆
在开发珍珠岩膨胀型绝热层中，以建筑石膏和水泥为主，并加入少量的外加剂。

珍珠岩粉为轻质集料，其与水泥石的配比变化，将导致水泥石的机械性能发
生变化。

在建筑工程的项目中，传统无机保温砂浆的应用比较早，采用手工、机
械等两种方法实施喷涂操作，总体施工速度相对较快，可以有效减少操作成本。

所以，该类保温砂浆的应用具有较强的竞争力优势。

（二）有机保温砂浆
在有机保温砂浆材料中，主要指的是胶粉聚苯颗粒保温砂浆，以聚苯乙烯颗
粒作为保温隔热环节的主体材料，并加入一定量的粉煤灰，以实现节能化。

聚苯
颗粒作为一种有机材料，与混凝土粘结力不强，在其表面添加一定量的乳胶粉，
可制得一种有机-无机复合保温浆液。

此时，这种胶体与聚苯胶的结合程度显著
增加，既能减小包覆体的刚性，又能确保包覆体的柔性，减小包覆体的干燥收缩，达到防止包覆体开裂的目的。

在应用于外墙保温施工作业当中时，可以突出材料
在强度、防水性、吸水率、抗裂性等多方面的优势。

（三）新型无机保温砂浆
随着新型无机保温砂浆材料的研发和推广，膨胀玻化微珠保温砂浆材料逐渐
被业界认识所关注，且该类无机保温砂浆属于单组分的类型，有着抗老化、耐候性、保温性、隔热性、防火性等多种性能，且材料的粘结性能同样良好，具有较
高的强度，并不会出现空鼓、开裂的现象。

在施工过程中，运用膨胀玻化微珠保
温砂浆材料，该方法具有操作简便，既可就地加水搅拌，又可直接作用于乾燥墙面。

与常规无机保温砂浆相比，结合新型无机保温砂浆材料的应用特点，除了能
够很好地解决水泥吸水率高的问题之外，该类材料还具有易粉化的特点，在搅拌时，材料的体积收缩比较大，后期随着材料保温性能的降低，容易出现空鼓、开
裂等问题。

（四）发泡保温材料
采用机械化操作的方式，促使发泡液逐渐变成泡沫的形式，在外加剂、水泥、水等材料的作用下，形成所需要的拌和浆料。

然后，将泡沫加入到这类拌和浆中。

通过搅拌，成型，养护等多个步骤，得到泡沫绝缘材料，且内部含有大量的封闭
气孔。

在该类新型轻质保温材料的研制过程中，能够为发泡技术的发展带来推动
作用，借鉴有效经验实施创新，使发泡技术获得长足进步。

同时，对于泡沫隔热
材料而言，还具有如下几种特性。

如，防火性、保温性、重量轻、隔热性、隔音
性等等。

随着发泡剂种类日益多样，在发泡设备不断改进的过程中，能够促进发
泡保温材料的进一步发展，使其性能得到大幅度提高，获得了较大的应用范围，
所以发泡保温材料有着良好的应用前景[1]。

二、水泥基保温砂浆的制备
（一）减水剂与复合胶凝材料相容性
在掺加15%的粉煤灰时，此时的水胶比定为0.38。

在称量胶凝材料时，其规
格为200克，同时量取的水为76毫升。

在运用萘系减水剂时，可以采用净浆流
动度法，严格按照规定要求，对浆体净浆流动度做好测量。

在加入减水剂时，以
减少拌和水、减小水胶比为主要目的，从而有效地提高了材料的耐久性，同时也
明显地提高了灰浆的强度，大大地改善了浆体的流动性。

在减水剂的分散性较好
的情况下，此时胶体的颗粒分散度越好。

在凝胶粒子中具有絮凝结构，当含水量
越低时，获得的流度值保持相同，此时所需要的水胶比随之变小，从而可以改善
砂浆的强度[2]。

（二）以水泥/粉煤灰复合凝胶材料的研制
对于影响砂浆强度的关键因素，在于水灰比的大小。

为了保证砂浆的高强度
性能，必须选择合适的水灰比例，水灰比例越大，浆液拌和料的流动性也就越大，成型也就越容易。

但是，实际中存在大量的水份，当水份经过蒸发后，会导致材
料内部空隙增大，这对材料的强化不利。

如果水灰比太低，拌和体系的粘度会随
之加大，但并不利于搅拌均匀，甚至会在水泥后期产生水化不充分的现象，致使
材料强度降低。

随着粉煤灰的加入，水泥的强度有一定程度的下降，但在5%-15%范围内，粉
煤灰的加入对水泥的强度影响较小。

加入量大于15%时，其强度降低的幅度较大。

如果掺入较多的粉煤灰，则会使试样的早龄期强度降低。

为了保证其强度能达到
要求，并使废物得到最大程度的利用，在胶凝材料中，掺加的粉煤灰质量分数为15%。

三、玻化微珠对对水泥基保温砂浆性能的影响
在加入聚苯颗粒保温浆料的过程中，在性能方面还具有以下几个方面的优势。

如，导热系数与干表观密度不能同步达标，干表观密度不能达标，内部结构和外
观不能满足施工要求等问题。

然而，仅仅使用聚苯乙烯作为轻质集料。

本项目提
出用玻璃化微球代替部分聚苯粉，以改进其在保温砂浆中的使用性能。

对200 ml
的胶凝材料进行称量，600 mL的双掺聚苯颗粒-玻化微珠是轻质集料，按照实验
的需要，添加聚苯颗粒的体积百分比，胶粉的用量为2.5%。

与此同时，通过1.0%的减水剂，将浆液的标准稠度作为基本参考，进一步确定水胶比相关数据。

测试
结果见下表1。

表1 保温砂浆标准稠度用水量测定
通过称取200 ml胶凝材料，运用600 mL的轻质骨料，结合之后形成双掺聚
苯颗粒-玻化微珠。

将实验需要作为参考依据，对加入聚苯颗粒的体积百分比严
格控制。

其中，胶粉的用量为2.5%，并且还需要添加1.0%的减水剂。

将以上述
实验测量结果为主要依据，及时计算出水胶比。

把这些浆液放在混合器中，以小
于18转/分钟的转速混合3分钟。

在其他组成相同的情况下，随着聚苯粉的加入，水泥砂浆的干密度、抗压强
度和热导率均有下降趋势。

随着聚苯粉质量分数由30~50%的增大，其干密度下降
幅度较大。

这是由于聚苯颗粒比玻化微珠的粒径大，需要包裹的胶凝材料比较少。

另外，通过对比聚苯颗粒与玻化微珠的强度和填充密度，可以看出前者都比后者
要低。

所以，对于所有的砂浆而言，在干密度和强度两个方面，都会随着聚苯颗
粒的体积比而改变，当体积比增大，干密度和强度会逐渐下降。

其中，在30%-50%的比例范围内，通过合理搭配聚苯颗粒和玻化微珠的集料级差，可以减少砂浆内
部空隙，此时的密度和强度下降趋势有所减缓。

因此，此时的干密度和抗压强度
的下降趋势，能够逐渐趋于稳定。

保温砂浆应该具有良好的保温隔热性能，具有防火、耐水、抗裂、耐久等特点。

但是，目前聚苯粉在使用过程中还存在着一些问题。

一般情况下，聚苯颗粒
一般运用于保温砂浆中。

由于聚苯颗粒粒度范围比较小，且颗粒之间还存在多数
空隙。

因此，在填补空隙时必须依靠胶凝剂来完成，使材料的干密度随之提升，
但会进一步降低材料的隔热性能。

在水泥基材料不变的情况下，由于水泥基材料
中存在大量的孔洞，从而使隔热材料的性能降低。

玻璃化微球是一种环保、高性
能的无机轻质保温材料。

目前，用于建筑外墙保温的玻化微球砂浆，由于其密度大，其热导率难以满足国家标准。

玻化微珠保温砂浆是一种以玻化微珠作为轻质集料，与玻化微珠保温橡胶粉
按照一定比例混合而成，具有高强度、轻质、良好的保温隔热、耐磨损、耐腐蚀、耐辐射、耐高温等特性。

玻化微珠隔热浆料的特点是：环保，无毒，无臭，无
溶剂，不使用任何有机溶剂。

可施工性好，容易控制施工厚度。

重量轻、导热率低、隔热效果好。

触变性能好，干燥收缩小，整体性好。

耐低温，耐水，耐低温，耐高温，耐高温。

附着力强，剪应力强，抗裂缝、抗风压能力强。

玻化微珠保温浆料可用于夏热冬冷，夏热冬暖，气候温和地区，节能50%，
夏热冬暖，新建及改建的公有及民房外墙内外保温及屋顶保温节能工程。

外墙是
由油漆和瓷砖构成的外部绝热层。

内部保温层，包括楼梯井，隔离墙，厨房和厕所，封闭阳台，天花板和其他维修结构。

钢质建筑的绝热层，异形建筑的绝热层。

用于干挂装饰面内层绝缘填料。

地面保温，上人屋顶，种植屋顶，木结构屋顶等。

首先，把水倒进一个容器里，然后加入粉料，按照1 kg粉剂：约0.7-0.9
kg水的比例，搅拌均匀后，用电动搅拌机将其搅拌成均匀无颗粒的糊状物。

将本
品静置3至5分钟，再次混合后即可使用。

用刮板在工作面上均匀地涂抹，24小
时后干燥，在进行下一次的刮板涂布时，也要用刮板在工作面上均匀地涂抹，然
后抹平；每次刮涂时，以15mm-20mm为好（单次的最大厚度不要超过35 mm)，当
达到了设计的厚度后，经过3-7天的自然养护，就可以开始下一道工序。

目前国内玻化微珠市场较为混乱，产品品质良莠不齐，导致大部分玻化微珠
保温砂浆存在着吸水率高，容易产生空洞等问题，为保证玻化微珠保温砂浆的品质，在施工过程中应注意下列问题。

玻化微珠保温灰浆的施工工艺要点及注意事项。

玻化微珠隔热砂浆在5℃以下的温度下进行施工。

对需作保温处理的墙基进
行清理，以避免玻璃化微珠保温灰浆出现空洞。

在使用玻化微珠保温砂浆的时候，要添加适量的水，这样才能达到最好的效果。

按照设计规定的隔热层厚度，用混
合好的隔热灰浆来布置，每平方米不能少于1个。

在保温层上涂敷2~3次。

第一次，要尽量把玻璃球保温砂浆压紧（否则玻璃球保温砂浆会出现空洞和裂缝，这
个步骤很关键），尽量把它和墙壁粘合在一起，尽量把它弄厚。

等自然干燥干燥
3-4小时后再涂抹2-3次，并找平压光。

第二次涂布时，滴水槽分隔缝应该直接
埋在绝缘层中。

在保温层基本干透后，再用网格布或钢丝网（在外墙内保温的情
况下，可以不用网格布）。

保温层固化干燥约2天后（用手掌压不动为宜），再施工保护面层。

注意：调好的玻璃化玻璃球保温灰浆应在1小时之内用光，不准用过期的灰浆。

在使用玻璃化微珠保温砂浆时，要注意选用高质量的玻璃化微珠保温材料。

结束语：本文通过探讨水泥基保温砂浆材料的制备与性能，加入粉煤灰后，可获得较低的生产成本，但会使水泥浆体的早期强度有所下降。

在水泥基材料中加入15%的粉煤灰，既能保证水泥基材料的强度不低于水泥基材料，又能充分利用工业废料。

在使用减水剂的时候，能够明显地降低砂浆的用水量，利用净浆流动法测试萘系减水剂，确定减水剂的最佳掺量为1.0%，旨在提高水泥基保温砂浆的强度。

在确定胶凝材料与聚苯颗粒最佳体积比时，一般采用1:3的比例，以保持灰浆的干密度，热导率，抗压强度等综合性能最佳。

由于胶粉会对水泥基保温砂浆产生影响，为保障机体与骨料之间的粘结强度，胶粉的掺量保持在2.5%，使砂浆达到强度与成本的最优比。

参考文献：
[1]吴丽华,曹昕.水泥基复合保温砂浆技术在住宅工程中的应用[J].南通纺织职业技术学院学报,2020.
[2]胡新锋.水泥基无机保温砂浆系统在内外组合保温系统中的应用[J].建筑知识：学术刊,2021,(08):2-3.
[3]吕凌艳.基于65%建筑节能标准的水泥基玻化微珠保温砂浆试验研究[D].河南理工大学,2021.。