[發明專利]一種石灰材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010237183.0
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN101913829A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 戴仕炳;張德兵
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海德賽堡建筑材料有限公司
• 主分類號: C04B28/10
• 分類號: C04B28/10
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，涉及石灰材料及其制備方法。

背景技術

石灰及其制成品如紙筋灰屬于傳統材料，但是由于傳統石灰的粘結性能差，不耐水，不耐凍，使得其在新建筑與歷史建筑修繕中的使用越來越少。

為發揚石灰的優點，使其在新建和歷史建筑保護修繕中得到更廣泛的應用，近十年來，國際、國內均開展了很多的研究工作。

前人研究工作主要有兩個方向：第一方向是“化學法”改進石灰。采取的方法是：類似古代在石灰中添加桐油的方法在石灰中添加有機合成樹脂，如丙烯酸樹脂乳液，增加石灰材料的粘結性，但是這樣制成的石灰材料中含有約10％的有機合成樹脂以及8-9種不同的助劑，已經不是經典的傳統意義的石灰材料。這類材料除在建筑裝飾領域有少量應用外，在歷史建筑修繕、文物建筑保護領域的應用受到很大的限制。

第二個研究方向是“物理法”改進石灰，原理是通過添加少量特殊的非合成樹脂類添加劑，通過機械分散工藝，使石灰Ca(OH)₂的顆粒變小，比表面積增大，碳化結晶速度增加，增加其強度和本身的粘結力。第二個方向的理論研究在歐美于2000年前后發表(E.Jaegers，2000)，工業制成品出現于2003-2004年。但是其配比及制造工藝未公開。

第二個研究方向的理論基礎如下：

熟石灰即本發明的原材料的主要成分為Ca(OH)₂，其固化反應式(碳化反應)如下：

Ca(OH)₂+H₂O+CO₂——→CaCO₃+2H₂O。

從Ca(OH)₂的固化反應式中可以看出，在有水H₂O和空氣CO₂的前提下，熟石灰會形成CaCO₃，釋放出水。CaCO₃有較高的強度，在中性水中不溶解，具有粘結性能.但是，石灰固化后的粘結性能、耐水耐凍性能則取決于其產物碳酸鈣CaCO₃的晶體結構。當其晶體大如漢白玉時，碳酸鈣CaCO₃的強度高，耐水、耐凍，而當CaCO₃晶體結構微小時，或者沒有結晶呈微細的顆粒時，其強度低，附著力差，不耐水、不耐凍。這就是漢白玉與普通的石灰材料的化學成分一致，但是強度等有天壤之別的原因。

高剪切分散工藝可以使熟石灰的比表面積增大，添加增稠材料如纖維素類材料，使熟石灰吸附大量水份，保證與空氣中的CO₂反應能夠正常快速地進行。研究證明，普通石灰的拉拔強度為0.05Mpa左右，而分散石灰的拉拔強度可以達到0.5Mpa以上，附著力是普通石灰的10倍，從而不掉粉。15個凍融后普通石灰質量損失率達100％，而分散石灰的質量損失一般小于15％。

本發明的一種不添加任何合成樹脂的通過分散工藝制成的天然石灰材料固化過程比普通石灰加快，一般大約只需要3-7天(根據天氣情況的不同，時間不一樣)，其表面就可以達到不掉粉，隨著時間推移，越來越牢固。

但是固化快的石灰比較脆，所以本發明中添加由天然植物稻草、麥稈制成的黃表紙，增加本發明材料的韌性，防止開裂，以滿足不同的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種不添加任何合成樹脂的通過分散工藝制成的天然石灰材料及其制備方法。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種天然石灰材料，包含如下的組分(重量比)：

45-50％的消石灰，

48-52％的自來水，

0.8-1.2％纖維素醚，

0.5-2％的黃表紙(在石灰粘結劑中為零)，

0.2-1.8％的減水劑(在新紙筋灰中為零)，

0.2-0.5％的消泡劑(在石灰粘結劑中為零)。

所述的消石灰主要成分為純Ca(OH)₂，化學全分析的Ca(OH)₂含量為95-100％。

所述的纖維素醚為：羥丙基甲基纖維素[化學式C₆H₇O₂(OH)_3-m-n(OCH₃)_m(OCH₂CH(OH)CH₃)_n]_X，化學全分析的纖維素醚含量為99-100％。