CN104829202A - 一种导电自流平砂浆的制备方法 - Google Patents

一种导电自流平砂浆的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是组成和重量配比包括：水泥150~300份，硫铝酸盐水泥：40~150份，石墨：1~60份，钢渣：300~600份，硬石膏：20~60份，重钙粉：0~100份，纤维素醚：0~1份，乳胶粉：10~30份，缓凝剂：0~5份，早强剂：0~5份，减水剂：1~8份，消泡剂：0~3份，水：200~300份。制备的导电自流平砂浆具有体积电阻率低、抗压强度高、成本低廉、耐久性好、施工性能好的特点，能够在普通干混砂浆厂生产，并满足自流平砂浆抗压强度高、流动度大的性能需求，硬化后的浆体具有防静电功能，并能够在36V安全电压下满足室内取暖、室外除冰的要求。

Description

一种导电自流平砂浆的制备方法
技术领域
本发明涉及一种导电自流平砂浆的制备方法，属于建筑材料工业设计领域。
背景技术
水泥混凝土作为传统的建筑材料，由于其价格低廉、使用简单、性能优越、耐久性好被广泛的使用；随着科学技术的进步，仅仅是传统水泥混凝土的性能已经不能满足现代社会的需求，通过改变水泥自身性能或添加一些独特的功能性混合材，使其性能超越本身无机材料的束缚，具有一些特殊的如:声、光、电、磁、热等方面的性能，以适应现代智能建筑、装修的多功能化需求。
导电混凝土即在普通水泥基中以合适比列掺入导电混合材和导电骨料，使普通混凝土具有导电功能；导电混凝土最早由加拿大科学家发明。20世纪30~40年代，人们开始投入了大量的精力去研制导电混凝土，前苏联、德国、加拿大、美国、英国等国进行了导电混凝土导电的探索。50年代末期，前苏联比较全面地掌握了这一时期导电混凝土的制造工艺和性能、结构特点，主要是以硅酸钠和水泥作为基材的导电混凝土工艺，在碱性硅酸钠中掺入适当比例的碳基材料、矿渣和石英砂等，他们得到了电阻率为10-3~10-2Ω·cm且抗压强度超过30 MPa的导电混凝土。
导电砂浆由导电混凝土发展而来，导电砂浆具有电热效应，能够满足建筑采暖、道路除冰等方面的要求；而同时，由于导电砂浆具有无机材料的耐久性能，能够长时间稳定的使用，具有实用化的前景。
如专利：2007100024795.X；公开了一种导电水泥及其制备方法，其所述的导电水泥的含量为：20%~50%风淬钢渣；2%~7%的磨细天然二水石膏，硅酸盐水泥熟料配平，制备的工艺过程为：用所述的原材料按比例混合后进入磨机粉磨；所述导电水泥原材料按比例加水搅拌；制作成型；在15℃~25℃环境温度、85%~95%湿度条件下养护24小时或24小时以上凝结。其发明降低了导电混凝土的造价，开发了风淬钢渣这种工业废料的应用新渠道，减少对环境的影响，实现钢铁生产副产品的循环再利用。
如专利：CN1226526；公开了一种导电石墨水泥板及其制备方法的专利技术，该发明提供了一种导电石墨水泥组合物、一种由此制备的导电石墨水泥板和他们的制备方法，其技术方案为：导电石墨水泥板是通过将水硬性水泥与一定比例的石墨、氧化硅粉、纸浆或石棉混合以形成导电水泥组合物；将该组合物与过量碱水均匀混合，形成低浓度料浆时，该料浆成型为具有所要求大小和厚度的石墨水泥薄层；并在大约100~200kgf/fcm2的高压压塑之前层压多个薄层，然后固化制得；该发明的导电石墨水泥板可用于各种用途，例如建筑用装饰板、电荷抗静电板和加热板。
如专利：CN101333096；公开了一种导电水泥及其制备方法，导电水泥包括：水泥100份、砂50~300份、石墨1~30份和水，其中水的用量与上述水泥、砂、石墨的用量综合和质量比为0.3:1~0.35：1。其中石墨为纳米石墨微片，其厚度约为10~80nm，直径约为0.2~20μm，将水泥、砂和纳米石墨微片混合均匀，注模成型，在室温、90%湿度条件下养护24小时凝结。其发明获得的导电水泥具有良好的导电性能、制备方法简单、体积电阻率小、机械强度大等特点，可可制成精致制品、涂料、砂浆和混凝土等，广泛地应用于工业防静电、屏蔽电磁波材料和非金属电热元件等。
在现有技术中，当前的研究主要集中在导电砂浆电学性能、力学性能上，基本忽略了施工性能：制备的产品基本为压制成型、注模成型等，不利于导电水泥的推广使用。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提出一种导电自流平砂浆的制备方法，制备的导电自流平砂浆具有体积电阻率低、抗压强度高、成本低廉、耐久性好、施工性能好的特点，制备的导电自流平砂浆能够在普通干混砂浆厂生产，并满足自流平砂浆抗压强度高、流动度大的性能需求，硬化后的浆体具有防静电功能，并能够在36V安全电压下满足室内取暖、室外除冰的要求。
本发明的内容是：一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是组成和重量配比包括：水泥150~300份，硫铝酸盐水泥：40~150份，石墨：1~60份，钢渣：300~600份，硬石膏：20~60份，重钙粉：0~100份，纤维素醚：0~1份，乳胶粉：10~30份，缓凝剂：0~5份，早强剂：0~5份，减水剂：1~8份，消泡剂：0~3份，水：200~300份。
本发明的内容中：所述的水泥为（P32.5、P42.5、P52.5）硅酸盐水泥、（P32.5R、P42.5R、P52.5R）早强型硅酸盐水泥、（P·O32.5、P·O42.5、P·O52.5）普通硅酸盐水泥、（P·O32.5R、P·O42.5R、P·O52.5R）早强型普通硅酸盐水泥。
本发明的内容中：所述的硫铝酸盐水泥标号为：R·SAC42.5、R·SAC52.5、R·SAC62.5、R·SAC72.5。
本发明的内容中：所述的石墨为片状导电石墨，其粒径范围为0.5~75μm。
本发明的内容中：所述的钢渣为经破碎、水洗、烘干后的钢渣，其最佳粒径范围为0.15~1mm的连续级配。
本发明的内容中：所述的硬石膏为粒径小于0.08mm的无水石膏。
本发明的内容中：所述的重钙粉为粒径为0.5~50μm的超细碳酸钙微粉。
本发明的内容中：所述的纤维素醚为羟乙基—甲基纤维素醚（HEMC）、羟丙基—甲基纤维素醚（HPMC），最佳黏度为4万。
本发明的内容中：所述的乳胶粉为可再分散乳胶粉，成分为醋酸乙烯酯与乙烯共聚乳胶粉，固含≥98%，细度0.5μm～8μm
本发明的内容中：所述的缓凝剂可以为硼酸、酒石酸、葡萄糖酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、三聚磷酸钠单一组分或者两种及两种以上的混合物。
本发明的内容中：所述的早强剂为甲酸钙、碳酸锂。
本发明的内容中：所述的减水剂为粉剂，成分为萘系减水剂、氨基磺酸盐减水剂、脂肪族减水剂、聚羧酸减水剂，减水率15%~35%，固含量≥90%。
本发明的内容中：所述的消泡剂为有机硅粉剂消泡剂。
本发明导电自流平砂浆的制备方法，主要是：根据导电与强度需求，选定水泥、石墨的掺量，钢渣配平至固体材料1000份，搅拌均匀，到使用现场添加200~300份的水拌合均匀即制得产物。
与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
（1）本发明采用双组份复合导电材料，钢渣作为导电的主要介质，在钢渣—钢渣颗粒间使用更细小的石墨作为传递介质，有效的降低了浆体的体积电阻率。
（2）本发明使用价格低廉的片状导电石墨，并且片状导电石墨的用量远小于其他使用单组份导电介质的导电水泥，很大程度上降低了生产成本。
（3）本发明使用炼钢过程中产生的工业废渣——钢渣作为骨料，经水洗后的钢渣不仅具有良好导电性能，而且具有活性，能够增加砂浆抗压强度。
（4）本发明制备的自流平导电砂浆由于石墨掺量低，石墨对砂浆需水量影响较小，制备出的导电自流平砂浆流动性好、抗压强度高。
（5）本发明制备的导电自流平砂浆在室内或室外接上石墨电极，在36V安全电压下即能稳定、均匀的产生热量，是一种低成本、安全、环保的新型材料。
（6）本发明的产品耐久性好，能够长期稳定的使用，制备工艺简单，有利于工业化生产，利用普通干混砂浆厂生产设备即有能力大规模生产，有利于大规模推广使用。
具体实施方式
下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
一种导电自流平砂浆，其组成为：水泥：230份，硫铝酸盐水泥：70份，石墨：25份，钢渣：548.9份，硬石膏：50份，重钙粉：50份，纤维素醚：0.5份，乳胶粉：20份，硼酸：3份，碳酸锂：1份，聚羧酸粉剂减水剂：1.6份，有机硅消泡剂：1份，水：250份。
将上述原材料搅拌混合即制得导电自流平砂浆，性能如表1所示。
实施例2
一种导电自流平砂浆，其组成为：水泥：250份，硫铝酸盐水泥：50份，石墨：30份，钢渣：532.7份，硬石膏：60份，重钙粉：50份，纤维素醚：0.5份，乳胶粉：20份，硼酸：3份，碳酸锂：1份，聚羧酸粉剂减水剂：1.8份，有机硅消泡剂：1份，水：240份。
将上述原材料搅拌混合即制得导电自流平砂浆，性能如表1所示。
实施例3
一种导电自流平砂浆，其组成为：水泥：180份，硫铝酸盐水泥：100份，石墨：40份，钢渣：592.7份，硬石膏：60份，纤维素醚：0.5份，乳胶粉：18份，硼酸：5份，碳酸锂：1份，聚羧酸粉剂减水剂：1.7份，有机硅消泡剂：1份，水：230份。
将上述原材料搅拌混合即制得导电自流平砂浆，性能如表1所示。
实施例4
一种导电自流平砂浆，其组成为：水泥：300份，硫铝酸盐水泥：80份，石墨：50份，钢渣：509.5份，硬石膏：30份，纤维素醚：0.4份，乳胶粉：22份，硼酸：4份，碳酸锂：1份，聚羧酸粉剂减水剂：2.1份，有机硅消泡剂：1份，水：260份。
将上述原材料搅拌混合即制得导电自流平砂浆，性能如表1所示。
实施例5
一种导电自流平砂浆，其组成为：水泥：200份，硫铝酸盐水泥：90份，石墨：25份，钢渣：584.5份，硬石膏：40份，重钙粉：30份纤维素醚：0.3份，乳胶粉：22份，硼酸：4份，碳酸锂：1份，聚羧酸粉剂减水剂：1.8份，有机硅消泡剂：1份，水：240份。
将上述原材料搅拌混合即制得导电自流平砂浆，性能如表1所示。
实施例6
一种导电自流平砂浆，其组成为：水泥：150份，硫铝酸盐水泥：150份，石墨：30份，钢渣：561.9份，硬石膏：45份，重钙粉：40份纤维素醚：0.3份，乳胶粉：15份，硼酸：5份，聚羧酸粉剂减水剂：1.8份，有机硅消泡剂：1份，水：240份。
将上述原材料搅拌混合即制得导电自流平砂浆，性能如表1所示。
表1 各实施例性能
上述实施例中：所述的水泥为（P32.5、P42.5、P52.5）硅酸盐水泥、（P32.5R、P42.5R、P52.5R）早强型硅酸盐水泥、（P·O32.5、P·O42.5、P·O52.5）普通硅酸盐水泥、（P·O32.5R、P·O42.5R、P·O52.5R）早强型普通硅酸盐水泥。
上述实施例中：所述的硫铝酸盐水泥标号为：R·SAC42.5、R·SAC52.5、R·SAC62.5、R·SAC72.5。
上述实施例中：所述的石墨为片状导电石墨，其粒径范围为0.5~75μm。
上述实施例中：所述的钢渣为经破碎、水洗、烘干后的钢渣，其最佳粒径范围为0.15~1mm的连续级配。
上述实施例中：所述的硬石膏为粒径小于0.08mm的无水石膏。
上述实施例中：所述的重钙粉为粒径为0.5~50μm的超细碳酸钙微粉。
上述实施例中：所述的纤维素醚为羟乙基—甲基纤维素醚（HEMC）、羟丙基—甲基纤维素醚（HPMC），最佳黏度为4万。
上述实施例中：所述的乳胶粉为可再分散乳胶粉，成分为醋酸乙烯酯与乙烯共聚乳胶粉，固含≥98%，细度0.5μm ～8μm。
上述实施例中：所述的缓凝剂可以为硼酸、酒石酸、葡萄糖酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、三聚磷酸钠单一组分或者两种及两种以上的混合物。
上述实施例中：所述的早强剂为甲酸钙、碳酸锂。
上述实施例中：所述的减水剂为粉剂，成分为萘系减水剂、氨基磺酸盐减水剂、脂肪族减水剂、聚羧酸减水剂，减水率15%~35%，固含量≥90%。
上述实施例中：所述的消泡剂为有机硅粉剂消泡剂。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。

Claims (13)

1.一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是组成和重量配比包括：水泥150~300份，硫铝酸盐水泥：40~150份，石墨：1~60份，钢渣：300~600份，硬石膏：20~60份，重钙粉：0~100份，纤维素醚：0~1份，乳胶粉：10~30份，缓凝剂：0~5份，早强剂：0~5份，减水剂：1~8份，消泡剂：0~3份，水：200~300份。
2.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的水泥为（P32.5、P42.5、P52.5）硅酸盐水泥、（P32.5R、P42.5R、P52.5R）早强型硅酸盐水泥、（P·O32.5、P·O42.5、P·O52.5）普通硅酸盐水泥、（P·O32.5R、P·O42.5R、P·O52.5R）早强型普通硅酸盐水泥。
3.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的硫铝酸盐水泥标号为：R·SAC42.5、R·SAC52.5、R·SAC62.5、R·SAC72.5。
4.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的石墨为片状导电石墨，其粒径范围为0.5~75μm。
5.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的钢渣为经破碎、水洗、烘干后的钢渣，其最佳粒径范围为0.15~1mm的连续级配。
6.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的硬石膏为粒径小于0.08mm的无水石膏。
7.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的重钙粉粒径为0.5~50μm的超细碳酸钙微粉。
8.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的纤维素醚为羟乙基—甲基纤维素醚（HEMC）、羟丙基—甲基纤维素醚（HPMC），最佳黏度为4万。
9.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的乳胶粉为可再分散乳胶粉，成分为醋酸乙烯酯与乙烯共聚乳胶粉，固含≥98%，细度0.5～8μm。
10.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的缓凝剂可以为硼酸、酒石酸、葡萄糖酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、三聚磷酸钠单一组分或者两种及两种以上的混合物。
11.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的早强剂为甲酸钙、碳酸锂。
12.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的减水剂为粉剂，成分为萘系减水剂、氨基磺酸盐减水剂、脂肪族减水剂、聚羧酸减水剂，减水率15%~35%，固含量≥90%。
13.按权利要求1所述的一种导电自流平砂浆的制备方法，其特征是：所述的消泡剂为有机硅粉剂消泡剂。
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