CN112441785A - 一种用于采暖的电热混凝土板材及其制备方法 - Google Patents
一种用于采暖的电热混凝土板材及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112441785A CN112441785A CN202011427579.1A CN202011427579A CN112441785A CN 112441785 A CN112441785 A CN 112441785A CN 202011427579 A CN202011427579 A CN 202011427579A CN 112441785 A CN112441785 A CN 112441785A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electric heating
- cement
- heating
- conductive
- concrete
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 121
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L Calcium formate Chemical compound [Ca+2].[O-]C=O.[O-]C=O CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 18
- 229940044172 calcium formate Drugs 0.000 claims abstract description 18
- 235000019255 calcium formate Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 239000004281 calcium formate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 17
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 claims abstract description 17
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 38
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 24
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims description 23
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 22
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims description 18
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 17
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 16
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N phenyl 3-chloropropanoate Chemical compound ClCCC(=O)OC1=CC=CC=C1 RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004832 voltammetry Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/04—Carboxylic acids; Salts, anhydrides or esters thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/06—Aluminous cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/34—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00439—Physico-chemical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00465—Heat conducting materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/30—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values
- C04B2201/32—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values for the thermal conductivity, e.g. K-factors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于采暖的电热混凝土板材，由以下重量份的原料制备而成：水泥100份；导热骨料100‑300份；普通骨料‑150份；导电材料5‑15份；水25‑55份；消泡剂0‑4份；减水剂0.5‑1份；早强剂0.5‑1份；其中，所述早强剂为乙酸钙或甲酸钙中的至少一种。电热混凝土板材中添加导热骨料，提高其导热性能，并且能够改善板材受热不均的情况；乙酸钙和甲酸钙作为一种早强剂，不仅可以提高浇筑的电热板材的早期强度，并且可以一定程度降低板材的电阻率，从而降低导电材料的用量，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及导电混凝土的技术领域，具体是一种用于采暖的电热混凝土板材及其制备 方法。
背景技术
导电混凝土板作为一种电热性能良好的新型建筑材料是室内采暖的研究热点。将普通 的地面瓷砖或自粘耐磨防水塑料塑胶铺设在导电混凝土板上，使之为一体，再将它铺在地 面上，热量从下至上传递，营造更舒适的环境，表面的贴砖既能起到防水的作用，又能起 到防触电的作用。这种采暖方式施工方便，成本不高，维修方便，若发生故障只需将故障发生处的板块维修或替换。而且，将它与温控开关等配件连接起来，可同时控制室内温度和地面温度。
电热混凝土板材是将导电介质掺入到混凝土砂浆中，通过搅拌分散形成具有导电功能 的混凝土砂浆，然后将导电混凝土砂浆浇筑到特定模具中，经养护后形成的一种功能板材， 该电热混凝土板材在通电过程中可将电能高效转化成热能并释放到外部空间中。
目前电热混凝土板材仍有以下问题需要解决：现有的导电混凝土板多为50mm左右的 厚板,厚板用于室内采暖时会减少室内的净高,增加楼面荷载；导电混凝土板的厚度变薄 后，在通电过程中会有受热不均匀的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于采暖的电热混凝土板材及其制备方法，以解决上述背 景技术中提出的问题，在降低板材厚度的同时保证了板材均匀受热。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于采暖的电热混凝土板材，由以下重量份的原料制备而成：
其中，所述早强剂为乙酸钙或甲酸钙中的至少一种。
作为本发明进一步的方案：所述导热骨料包括刚玉、金刚砂、氧化硅和氧化铁中的至 少一种。
作为本发明进一步的方案：所述导电材料包括石墨烯、炭黑、碳纤维、碳纳米管和石 墨中的至少一种。
作为本发明进一步的方案：所述导热骨料由刚玉和金刚砂按质量比为1:0.5-1.5混合 构成；所述刚玉砂中氧化铝的含量大于85％；所述金刚砂中的碳化硅含量大于85％。
作为本发明进一步的方案：所述水泥包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、 铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥以及硫酸盐水泥中的一种。
作为本发明进一步的方案：所述水泥的灰砂比为1:1.5-1：3.5。
作为本发明进一步的方案：所述导热骨料粒径为0.1-10mm。
作为本发明进一步的方案：所述普通骨料包括砂和碎石，所述砂粒径为0.15-1.5mm； 所述碎石粒径为1-10mm。
作为本发明进一步的方案：一种用于采暖的电热混凝土板材的制备方法，包括以下步 骤：
S1：将导电材料和水加入搅拌罐中，开动搅拌，将导电材料均匀分散在水中，得到导 电泥浆；
S2：将水泥、导热骨料、普通骨料、早强剂、减水剂和消泡剂按比例混合均匀，得到混合粉料；
S3：将S2得到的混合粉料加入S1中的搅拌罐中搅拌均匀，得到导电混凝土砂浆；
S4：将S3得到的导电混凝土砂浆浇筑到两端带有电极的模具中，在室温潮湿环境下 养护28天，得到厚度不大于10mm的两端带有电极的电热混凝土板材。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：电热混凝土板材中添加导热骨料可以提高其 导热性能，并且能够改善板材受热不均的情况；导热骨料物理特性稳定，耐久性好，大大 提高电热混凝土板材的热传导速率，进一步加快导热和散热，提高电热混凝土板材在采暖 过程中的使用效果；乙酸钙和甲酸钙作为一种早强剂，不仅可以提高浇筑的电热板材的早 期强度，并且可以一定程度降低板材的电阻率，从而降低诸如石墨烯和石墨等导电材料的 用量，降低生产成本；电热混凝土板材厚度不超过10mm，降低楼面荷载，减少占用室内净高；本发明制得的电热混凝土板材电阻率为100-1800Ω.cm，电阻率可调范围大，应用范 围广，可适应采暖行业的不同需求。
具体实施方式
下面将结合具体的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 的实施例仅仅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。
本发明第一个方面公开了一种用于采暖的电热混凝土板材，包括以下重量份的原料：
其中，所述早强剂为乙酸钙或甲酸钙中的至少一种。乙酸钙、甲酸钙作为一种早强剂 不仅可以提高浇筑的电热混凝土板材的早期强度，并且可以一定程度降低板材的电阻率， 从而降低诸如石墨烯和石墨等导电材料的用量，降低生产成本。
所述减水剂为市面上广普的类型，可选用聚羧酸型减水剂或萘系减水剂，其作用是改 善浆料流动性，调节混凝土的水灰比，所述消泡剂的作用则是消除导电浆料在搅拌过程中 产生的气泡，不仅可以提高混凝土制品的强度，还可以改善其电阻率。
所述导热骨料包括刚玉、金刚砂、氧化硅和氧化铁中的至少一种。
所述导热骨料优选质量比为1:0.5-1.5的刚玉和金刚砂混合构成。所述刚玉砂的主要 成分为氧化铝，金刚砂的主要成分为碳化硅，氧化铝的导热系数是28W/(m.K),碳化硅的导 热系数是83.6W/(m.K)。氧化铝和碳化硅的来源广泛，价格相对较低，是较优的导热骨料 组合。所述刚玉选用氧化铝含量大于85％的白刚玉、棕刚玉或黑刚玉颗粒，粒径优选0.15-3mm；所述金刚砂的碳化硅含量大于85％，粒径优选0.15-3mm。
进一步的，所述的导电材料包括石墨烯、炭黑、碳纤维和石墨中的至少一种。所述导 电材料优选石墨烯和导电炭黑的组合料，其中石墨烯与导电炭黑的质量比为1:1-10，更优 比例为1:8。
所述水泥包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水 泥、磷酸盐水泥以及硫酸盐水泥中的一种，水泥硬度可以采用32.5、42.5、52.5或62.5，所述水泥优选42.5硅酸盐水泥。
进一步的，所述普通骨料包括砂和碎石，所述砂的粒径为0.15-1.5mm；所述碎石粒径 为1-10mm。
进一步的，所述水泥的灰砂比为1:1.5-1：3.5。该灰砂比下的水泥可以发挥较好的物 理机械性能、加强板材的抗压强度。
本发明的第二个方面公开了本发明第一方面所述的一种用于采暖的电热混凝土板材 的制备方法，包括以下步骤：
S1:将导电材料和水加入搅拌罐中，开动搅拌，将导电材料均匀分散在水中；
S2:将水泥、导热骨料、普通骨料、早强剂、减水剂、消泡剂按比例混合均匀，得到混合粉料；
S3:将S2得到的混合粉料加入S1中的搅拌罐中搅拌均匀，得到导电混凝土砂浆；
S4:将S3得到的导电混凝土砂浆浇筑到高度为10mm的两端带有电极的模具中，在室 温潮湿环境下养护28天，得到厚度不大于10mm、长800mm、宽400mm的电热混凝土板材。
根据热量计算公式Q＝CM▽T
其中C是材料的比热容，单位[J/(kg.K)]
M是材料的质量，单位kg
▽T是材料的温差，单位K
在单位时间内，相同功率的两块电热混凝土板材，在通电加热过程中，由电能转化为 热能的能量也是相同的，但根据热量计算公式可知，质量越大的电热混凝土板材，自身蓄 积的热量则越多，向外部环境中传导的热量相对减少，对于采暖来说是不利的。因此本发 明所制得的电热混凝土板材厚度不大于10mm，在保证板材强度不影响实际装配和使用的情 况下，使其导热、散热性达到最佳状态。
对电热混凝土板材的导热系数、电阻率、板面温差进行测试；其中，
导热系数的检测方法为：将养护好的电热混凝土板材裁剪成直径不大于30mm，厚度不 大于10mm的圆柱体样块，放入费尔伯恩导热系数测量仪中进行测量，每组板材裁5组样 块，取平均值。
电阻率的检测方法为：使用伏安法对电热混凝土板材的电阻率进行测量，电热混凝土 板材两端预埋有两根电极，将两根电极与电源接通，测量其电流和电压分别为I和V。用 直尺量取电热混凝土板材两根电极间的距离L，以及计算与电极平行一侧的横截面积W，根据如下公式计算电热板的电阻率：
ρ＝VW/IL
其中ρ——电热混凝土板材的电阻率，单位Ω.cm；
V——电热混凝土板材两端所加电压，单位V；
W——电热混凝土板材中与电极平行一侧的横截面积，单位cm2
L——电热混凝土板材中两根电极间的距离，单位cm。
板面温差的检测方法为：在室温20℃的环境中，将电热混凝土板材接通220v交流电， 通过变频器调节功率维持在95w，待稳定后测量电热混凝土板材的上表面四角和中心处5 个点位的温度，计算5个点位中最高温度和最低温度的差值，用于评价电热混凝土板材加 热过程的均匀性。测得的结果如表1所示。
实施例1
一种用于采暖的电热混凝土，包括以下重量份的原料：
42.5硅酸盐水泥：100份
石墨烯：1.5份
导电炭黑：9.5份
1-3mm白刚玉：67份
0.15-1mm金刚砂：33份
0.15-1.5河沙：40份
1-4mm碎石：60份
乙酸钙：0.5份
甲酸钙：0.25份
减水剂：0.5份
消泡剂：0.3份
水：45份。
一种用于采暖的电热混凝土的制备方法包括以下步骤制备而成：
S1：将石墨烯、导电炭黑和水按照以上重量份加入搅拌罐中，开动搅拌，使石墨烯、导电炭黑均匀分散在水中；
S2：将42.5硅酸盐水泥、白刚玉、金刚砂、河沙、碎石、乙酸钙、甲酸钙、减水剂、 消泡剂按以上重量份混合均匀，得到混合粉料；
S3：将S2得到的混合粉料加入S1中的搅拌罐中搅拌均匀，得到导电混凝土砂浆；
S4：将S3得到的导电混凝土砂浆浇筑到10mm高的两端带有电极的模具中，在室温潮 湿环境下养护28天，得到厚度5mm、长800mm、宽400mm的电热混凝土板材1。
对电热混凝土板材1的导热系数、电阻率、板面温度进行测试；测得的结果如表1所示。
实施例2
一种用于采暖的电热混凝土，包括以下重量份的原料：
42.5硅酸盐水泥：100份
石墨烯：2份
导电炭黑：8份
1-3mm白刚玉：80份
0.15-1mm金刚砂：120份
0.15-1.5河沙：60份
1-4mm碎石：90份
乙酸钙：0.5份
甲酸钙：0.5份
减水剂：0.5份
消泡剂：0.3份
水：40份。
一种用于采暖的电热混凝土的制备方法包括以下步骤制备而成：
S1：将石墨烯、导电炭黑和水按照以上重量份加入搅拌罐中，开动搅拌，使石墨烯、导电炭黑均匀分散在水中；
S2：将42.5硅酸盐水泥、白刚玉、金刚砂、河沙、碎石、乙酸钙、甲酸钙、减水剂、 消泡剂按以上重量份混合均匀，得到混合粉料；
S3：将S2得到的混合粉料加入S1中的搅拌罐中搅拌均匀，得到导电混凝土砂浆；
S4：将S3得到的导电混凝土砂浆浇筑到10mm高的两端带有电极的模具中，在室温潮 湿环境下养护28天，得到厚度10mm、长800mm、宽400mm的电热混凝土板材2。
对电热混凝土板材2的导热系数、电阻率、板面温度进行测试；测得的结果如表1所示。
实施例3
一种用于采暖的电热混凝土，包括以下重量份的原料：
42.5硅酸盐水泥：100份
碳纳米管：1份
导电炭黑：4份
1-3mm白刚玉：45份
0.15-1mm金刚砂：55份
0.15-1.5河沙：40份
1-4mm碎石：60份
乙酸钙：0.5份
减水剂：0.5份
消泡剂：0.3份
水：45份。
一种用于采暖的电热混凝土的制备方法包括以下步骤制备而成：
S1：将碳纳米管、导电炭黑和水按照以上重量份加入搅拌罐中，开动搅拌，使石墨烯、 导电炭黑均匀分散在水中；
S2：将42.5硅酸盐水泥、白刚玉、金刚砂、河沙、碎石、乙酸钙、减水剂、消泡剂 按以上重量份混合均匀，得到混合粉料；
S3：将S2得到的混合粉料加入S1中的搅拌罐中搅拌均匀，得到导电混凝土砂浆；
S4：将S3得到的导电混凝土砂浆浇筑到10mm高的两端带有电极的模具中，在室温潮 湿环境下养护28天，得到厚度10mm、长800mm、宽400mm的电热混凝土板材3。
对电热混凝土板材3的导热系数、电阻率、板面温度进行测试；测得的结果如表1所示。
实施例4
一种用于采暖的电热混凝土，包括以下重量份的原料：
42.5硅酸盐水泥：100份
石墨烯：3份
石墨：12份
1-3mm白刚玉：180份
氧化硅：120份
0.15-1.5河沙：10份
1-4mm碎石：40份
甲酸钙：0.5份
减水剂：0.5份
消泡剂：0.3份
水：40份。
一种用于采暖的电热混凝土的制备方法包括以下步骤制备而成：
S1：将石墨烯、石墨和水按照以上重量份加入搅拌罐中，开动搅拌，使石墨烯、导电炭黑均匀分散在水中；
S2：将42.5硅酸盐水泥、白刚玉、氧化硅、河沙、碎石、甲酸钙、减水剂、消泡剂 按以上重量份混合均匀，得到混合粉料；
S3：将S2得到的混合粉料加入S1中的搅拌罐中搅拌均匀，得到导电混凝土砂浆；
S4：将S3得到的导电混凝土砂浆浇筑到10mm高的两端带有电极的模具中，在室温潮 湿环境下养护28天，得到厚度5mm、长800mm、宽400mm的电热混凝土板材4。
对电热混凝土板材4的导热系数、电阻率、板面温度进行测试；测得的结果如表1所示。
实施例5
一种用于采暖的电热混凝土，包括以下重量份的原料：
42.5硅酸盐水泥：100份
石墨烯：1.5份
导电炭黑：9.5份
氧化硅：45份
氧化铁：55份
0.15-1.5河沙：25份
1-4mm碎石：25份
乙酸钙：0.5份
减水剂：0.5份
消泡剂：0.3份
水：40份。
一种用于采暖的电热混凝土的制备方法包括以下步骤制备而成：
S1：将石墨烯、导电炭黑和水按照以上重量份加入搅拌罐中，开动搅拌，使石墨烯、导电炭黑均匀分散在水中；
S2：将42.5硅酸盐水泥、氧化硅、氧化铁、河沙、碎石、乙酸钙、减水剂、消泡剂 按以上重量份混合均匀，得到混合粉料；
S3：将S2得到的混合粉料加入S1中的搅拌罐中搅拌均匀，得到导电混凝土砂浆；
S4：将S3得到的导电混凝土砂浆浇筑到10mm高的两端带有电极的模具中，在室温潮 湿环境下养护28天，得到厚度10mm、长800mm、宽400mm的电热混凝土板材5。
对电热混凝土板材5的导热系数、电阻率、板面温度进行测试；测得的结果如表1所示。
实施例6
一种用于采暖的电热混凝土，包括以下重量份的原料：
42.5硅酸盐水泥：100份
石墨烯：1.5份
导电炭黑：9.5份
1-3mm白刚玉：150份
0.15-1mm金刚砂：150份
甲酸钙：0.5份
减水剂：0.5份
消泡剂：0.3份
水：45份。
一种用于采暖的电热混凝土的制备方法包括以下步骤制备而成：
S1：将石墨烯、导电炭黑和水按照以上重量份加入搅拌罐中，开动搅拌，使石墨烯、导电炭黑均匀分散在水中；
S2：将42.5硅酸盐水泥、白刚玉、金刚砂、甲酸钙、减水剂、消泡剂按以上重量份 混合均匀，得到混合粉料；
S3：将S2得到的混合粉料加入S1中的搅拌罐中搅拌均匀，得到导电混凝土砂浆；
S4：将S3得到的导电混凝土砂浆浇筑到10mm高的两端带有电极的模具中，在室温潮 湿环境下养护28天，得到厚度10mm、长800mm、宽400mm的电热混凝土板材6。
对电热混凝土板材6的导热系数、电阻率、板面温度进行测试；测得的结果如表1所示。
对比例1
除了早强剂为亚硝酸钙0.5份之外，其余原料组分和制备方法同实施例4相同。
制得电热混凝土板材7，对电热混凝土板7的导热系数、电阻率、板面温差(四角与中心处5个点)进行测试；测得的结果如表1所示。
对比例2
除了不添加早强剂之外，其余原料组分和制备方法同实施例1相同。
制得电热混凝土板材8，对电热混凝土板8的导热系数、电阻率、板面温差(四角与中心处5个点)进行测试；测得的结果如表1所示。
对比例3
除了不添加导热骨料之外，其余原料组分和制备方法同实施例3相同。制得电热混凝 土板材9，对电热混凝土板9的导热系数、电阻率、板面温差(四角与中心处5个点)进 行测试；测得的结果如表1所示。
对比例4
除了不添加早强剂之外，其余原料组分和制备方法同实施例4相同。
制得电热混凝土板材10，对电热混凝土板10的导热系数、电阻率、板面温差、最高温度进行测试；测得的结果如表1所示。
表1
从表1来看，通过对比实施例1和对比例2可以看出，实施例1添加了乙酸钙、甲酸钙作为早强剂也具有降低电热混凝土板材电阻率的作用。从实施例3和对比例3来看，添 加了导热骨料使电热混凝土板材导热系数显著提高，板材导热性增加；此外，实施例3的 板面温差小于对比例3的板面温差，说明导热骨料的添加提高了电热混凝土板材受热的均 匀性。从实施例4和对比例4相比较可以看出，添加了甲酸钙作为早强剂，同时也起到了 降低电热混凝土板材电阻率的效果。对比例1中使用亚硝酸钙作为早强剂虽然也具有降低 电阻率的效果，但亚硝酸盐性质不稳定，在通电加热过程中可能会挥发出有毒的氮氧化物， 这对室内采暖来说是不利的。而乙酸钙和甲酸钙性质稳定，在电热混凝土板材升温过程中(温度不大于60℃)不会挥发有害物质，安全可靠。
从实施例1和实施例2可以看出，在功率同为95w的条件下，电热混凝土板1表面的最高温度比电热混凝土板2的高9℃，说明电热混凝土板厚度越薄，越有利于热量的散失，提高采暖的效率。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方 案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整 体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施 方式。
故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申 请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于采暖的电热混凝土板材，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
其中，所述早强剂为乙酸钙或甲酸钙中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种用于采暖的电热混凝土板材，其特征在于，所述导热骨料包括刚玉、金刚砂、氧化硅和氧化铁中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种用于采暖的电热混凝土板材，其特征在于，所述导电材料包括石墨烯、炭黑、碳纤维、碳纳米管和石墨中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种用于采暖的电热混凝土板材，其特征在于，所述导热骨料由刚玉和金刚砂按质量比为1:0.5-1.5混合构成；所述刚玉砂中氧化铝的含量大于85％；所述金刚砂中的碳化硅含量大于85％。
5.根据权利要求1所述的一种用于采暖的电热混凝土板材，其特征在于，所述水泥包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥以及硫酸盐水泥中的一种。
6.根据权利要求1或5所述的一种用于采暖的电热混凝土板材，其特征在于，所述水泥的灰砂比为1:1.5-1：3.5。
7.根据权利要求1所述的一种用于采暖的电热混凝土板材，其特征在于，所述导热骨料粒径为0.1-10mm。
8.根据权利要求1所述的一种用于采暖的电热混凝土板材，其特征在于，所述普通骨料包括砂和碎石，所述砂粒径为0.15-1.5mm；所述碎石粒径为1-10mm。
9.如权利要求1-8任一所述的一种用于采暖的电热混凝土板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将导电材料和水加入搅拌罐中，开动搅拌，将导电材料均匀分散在水中，得到导电泥浆；
S2：将水泥、导热骨料、普通骨料、早强剂、减水剂和消泡剂按比例混合均匀，得到混合粉料；
S3：将S2得到的混合粉料加入S1中的搅拌罐中搅拌均匀，得到导电混凝土砂浆；
S4：将S3得到的导电混凝土砂浆浇筑到两端带有电极的模具中，在室温潮湿环境下养护28天，得到厚度不大于10mm的两端带有电极的电热混凝土板材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011427579.1A CN112441785A (zh) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 一种用于采暖的电热混凝土板材及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011427579.1A CN112441785A (zh) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 一种用于采暖的电热混凝土板材及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112441785A true CN112441785A (zh) | 2021-03-05 |
Family
ID=74739533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011427579.1A Pending CN112441785A (zh) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 一种用于采暖的电热混凝土板材及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112441785A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113461381A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-01 | 北京科技大学 | 一种传热强化型SiC混凝土及其制备方法 |
| CN114620972A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-06-14 | 武汉理工大学 | 一种电热水泥板材及其制备方法 |
| CN115231873A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-10-25 | 韩涛 | 一种基于硅酸盐水泥的导热胶凝材料及其制备方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6472947A (en) * | 1987-09-12 | 1989-03-17 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Electrically-conductive cement |
| CN103992068A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-08-20 | 北京固瑞恩科技有限公司 | 一种高导热系数的水泥基耐磨材料 |
| CN104556897A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-29 | 广东电网有限责任公司茂名供电局 | 彩色导电混凝土及其制备方法 |
| CN104829202A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-08-12 | 潍坊德霖建材科技有限公司 | 一种导电自流平砂浆的制备方法 |
| CN106007493A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-10-12 | 上海朵颐新材料科技有限公司 | 一种水泥基自发热地坪材料及其制备方法 |
| CN107963850A (zh) * | 2017-09-14 | 2018-04-27 | 杨智航 | 一种抗裂高导热砂浆及其制备方法和应用 |
| CN109942240A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-06-28 | 刘优 | 一种自发热导电混凝土的制备方法 |
| CN110510955A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-11-29 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种高导热水泥混凝土及其制备方法 |
| CN111393056A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-07-10 | 东华大学 | 一种导热地聚合物复合材料及其制备和应用 |
| CN111791563A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-10-20 | 中建材创新科技研究院有限公司 | 一种电热纸面石膏板及其制备方法 |
-
2020
- 2020-12-09 CN CN202011427579.1A patent/CN112441785A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6472947A (en) * | 1987-09-12 | 1989-03-17 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Electrically-conductive cement |
| CN103992068A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-08-20 | 北京固瑞恩科技有限公司 | 一种高导热系数的水泥基耐磨材料 |
| CN104556897A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-29 | 广东电网有限责任公司茂名供电局 | 彩色导电混凝土及其制备方法 |
| CN104829202A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-08-12 | 潍坊德霖建材科技有限公司 | 一种导电自流平砂浆的制备方法 |
| CN106007493A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-10-12 | 上海朵颐新材料科技有限公司 | 一种水泥基自发热地坪材料及其制备方法 |
| CN107963850A (zh) * | 2017-09-14 | 2018-04-27 | 杨智航 | 一种抗裂高导热砂浆及其制备方法和应用 |
| CN109942240A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-06-28 | 刘优 | 一种自发热导电混凝土的制备方法 |
| CN110510955A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-11-29 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种高导热水泥混凝土及其制备方法 |
| CN111393056A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-07-10 | 东华大学 | 一种导热地聚合物复合材料及其制备和应用 |
| CN111791563A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-10-20 | 中建材创新科技研究院有限公司 | 一种电热纸面石膏板及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 吕百龄: "《实用工业助剂全书》", 31 August 2001, 化学工业出版社, pages: 474 * |
| 马保国 等: "《建筑功能材料》", 31 July 2004, 武汉理工大学出版社, pages: 365 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113461381A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-01 | 北京科技大学 | 一种传热强化型SiC混凝土及其制备方法 |
| CN114620972A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-06-14 | 武汉理工大学 | 一种电热水泥板材及其制备方法 |
| CN115231873A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-10-25 | 韩涛 | 一种基于硅酸盐水泥的导热胶凝材料及其制备方法 |
| CN115231873B (zh) * | 2022-07-20 | 2023-08-04 | 韩涛 | 一种基于硅酸盐水泥的导热胶凝材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112441785A (zh) | 一种用于采暖的电热混凝土板材及其制备方法 | |
| EP0745061B1 (en) | Conductive cement-based compositions | |
| Fu et al. | Improving the strain-sensing ability of carbon fiber-reinforced cement by ozone treatment of the fibers | |
| EP1268360B1 (en) | Conductive concrete composition | |
| Fu et al. | Effects of silica fume, latex, methylcellulose, and carbon fibers on the thermal conductivity and specific heat of cement paste | |
| CN101723632A (zh) | 一种承重泡沫混凝土砌块的制备工艺 | |
| CN102001845A (zh) | 含硅微粉的混凝土组合物及其配制方法 | |
| CN110510955B (zh) | 一种高导热水泥混凝土及其制备方法 | |
| Wu et al. | A study on electrical and thermal properties of conductive concrete | |
| CN106082837A (zh) | 一种石墨烯导电混凝土 | |
| CN112851284A (zh) | 一种用于地暖回填的石膏自流平砂浆及其制备方法 | |
| KR102000102B1 (ko) | 고강도 스마트 투수콘크리트 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조되는 고강도 스마트 투수콘크리트 제품 | |
| JP2755429B2 (ja) | 導電性セメント組成物及びこの組成物より得られた導電性硬化体 | |
| CN112521076A (zh) | 一种铁尾矿大坍落度高强导电混凝土及其制备方法 | |
| EP3838864A1 (en) | Electrically conductive binder for manufacturing heatable building parts | |
| CN108275942A (zh) | 钢渣碳纤维导电混凝土及其制备方法 | |
| Wu et al. | Construction of new conductive networks for expandable graphite-based cement composites via a facile heat treatment process | |
| CN102923984B (zh) | 一种提高碳纤维水泥基复合材料Seebeck系数的方法 | |
| Liang et al. | Design of ultra-lightweight concrete: towards monolithic concrete structures | |
| JP4413532B2 (ja) | 水硬性組成物の補強用繊維及びそれを含む水硬性組成物 | |
| CN110451881B (zh) | 一种掺有拜耳法赤泥的自密实水泥混凝土及其制备方法 | |
| CN102775114A (zh) | 一种铝电解槽用阻流块 | |
| CN114315297A (zh) | 一种导电发热混凝土的水泥基材料及其制备方法 | |
| CN111454006A (zh) | 一种凝胶材料及其制备的混凝土及混凝土的制备方法 | |
| Namboonruang et al. | Strength properties of low thermal conductivity fly ash bricks: Compressive and flexural strength aspects |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210305 |