CN113185255A - 室内地暖专用水泥基自流平砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种室内地暖专用水泥基自流平砂浆及其制备方法，由粉料与水按照质量比1:0.22‑0.25的比例混合制备而成；其中，粉料由以下组分按照以下重量份数比制备而成：水泥、无水石膏、α半水石膏、40‑70目的导热填料、70‑140目导热填料、200目的导热填料、500目的导热填料、长度6mm的导热软金属丝、可再分散胶粉、纤维素醚等。该发明克服了现有室内地暖铺设时找平需要使用水泥基自流平，然而现有市面上没有地暖专用的水泥基自流平，多使用普通的水泥基自流平，存在导热系数低、导热速率慢、热损耗量大等缺点，以特种水泥、硅酸盐水泥为基础，配合导热系数较高的导热填料、导热软金属丝以及优选的其他添加剂，具有导热系数高、导热速率快、导热损耗量低的优点。

Description

室内地暖专用水泥基自流平砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种室内地暖专用水泥基自流平砂浆及其制备方法，应用在建筑涂料生产领域。
背景技术
近几年，室内地暖铺设的需求量逐步增大，在铺设地暖后，一般会使用水泥基自流平将地暖表面覆盖进行找平，然后再在找平面上铺贴瓷砖或地板。然而，现在市面上没有地暖专用的水泥基自流平，多使用的是普通的水泥基自流平，主要成分为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥、填料砂(天然或机制砂)、填料钙粉、可再分散胶粉以及各类添加剂，所述水泥基自流平以水泥作为胶凝材料，填料砂(天然或机制砂)及填料钙粉作为填料，其导热系数低、导热速率慢、热损耗量大，严重影响到室内地暖的取暖效果。
因此，提供一种导热系数高、导热速率快，导热损耗量低、节能环保、高效能的室内地暖专用水泥基自流平砂浆及其制备方法己成为当务之亟。
发明内容
为了克服现有室内地暖铺设时找平需要使用水泥基自流平，然而现有市面上没有地暖专用的水泥基自流平，多使用普通的水泥基自流平，存在导热系数低、导热速率慢、热损耗量大等缺点，本发明提供一种室内地暖专用水泥基自流平砂浆及其制备方法，以特种水泥、硅酸盐水泥为基础，配合矿粉、无水石膏、α半水石膏，再添加导热系数较高的导热填料、导热软金属丝以及优选的其他添加剂，具有导热系数高、导热速率快、导热损耗量低、节能环保、高效能的优点。
本发明的技术方案如下：
一种室内地暖专用水泥基自流平砂浆及其制备方法，由粉料与水按照质量比1:0.22-0.25的比例混合制备而成；其中，粉料由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
Figure BDA0003073503820000011
Figure BDA0003073503820000021
其中，所述特种水泥为铝酸盐水泥，各目数导热填料的导热系数为30-200w/m.k，所述导热软金属丝的导热系数均为300-500w/m.k。
其中，所述40-70目的导热填料为40-70目中任意几种目数的导热填料的混合物。优选地，该40-70目的导热填料包括40-50目的导热填料、50-60目的导热填料和60-70目的导热填料，其所占质量百分比分别为20％、50％和30％。
所述70-140目的导热填料为70-140目中任意几种目数的导热填料的混合物。优选地，该70-140目的导热填料包括70-100目的导热填料、100-110目的导热填料和110-140目的导热填料，其所占质量百分比分别为20％、50％和30％。
所述200-250目的导热填料为200-250目中任意几种目数的导热填料的混合物。
所述500-600目的导热填料为500-600目中任意几种目数的导热填料的混合物。
所述长度4-8mm的导热软金属丝为长度4-8mm中任意几种长度的导热软金属丝的混合物。
本申请的室内地暖专用水泥基自流平砂浆以特种水泥、硅酸盐水泥为基础，配合矿粉、无水石膏、α半水石膏，再添加导热系数较高的导热填料、导热软金属丝以及各类添加剂，其导热系数高、导热速率快、导热损耗量小，节能环保，能有效降低能源的消耗，保证室内地暖的优异取暖效果。高铝水泥具备耐热性，硅酸盐水泥有与矿粉的结后，使得产品整体也具有耐热性能的特点。高铝水泥的早期强调高，后期硅酸盐水泥进行强度补偿，无水石膏与α半水石膏的加入使得材料整体具备补偿收缩的性能，整体胶凝材料的组合，同时具显著的耐热性性能，使室内地暖专用水泥基自流平砂浆在符合室内地暖的铺设要求材料具备耐热性的同时，也能达到水泥基自流平标准JC/T985-2017的要求。各目数导热填料与优选长度导热软金属丝以及各种添加剂相互组合、相互兼容，让材料具备耐热性的同时，导热性极佳。不同目数的导热填料颗粒实现良好的级配，使得粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值，能达到节约胶凝材料、提高砂浆综合性能的目标。其中，可再分散胶粉的加入，将产品升华，赋予其更好的施工性能，增加产品的内聚力，提高拉伸强度，增强抗弯折强度，减小弹性模量，提高产品可变形性，不惧冻融循环、热老化等测试。纤维素醚能调节产品的粘度施工性、保水性，增加自流平的粘稠度，使得导热填料不分层，不泌水。消泡剂可以消除搅拌过程中产生的气泡，提高自流平整体的密实度，表面的美观度。分散剂可以使得产品中各组分充分融合和分散，组分更均一。减水剂的使用使得产品保证需水量的前提下，拥有更好的产品搅拌舒适性与和产品的和易性。缓凝剂用于调节产品的施工时间。
所述各目数导热填料为陶瓷微珠，所述陶瓷微珠由氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化硼、氧化铍、氮化硅、氧化镁或碳化硅的其中一种或任意两种以上的任意组合的材料制备而成。
优选种类的导热填料能进一步提升室内地暖专用水泥基自流平砂浆的导热效果。其中，氮化铝材料制成的陶瓷微珠是最优选择，其导热系数在上述材料中最高。
所述导热软金属丝为表面做过氧化处理的导热软金属丝，该导热软金属丝为金丝、银丝、铜丝、铝丝、铁丝或铅丝的其中一种或任意两种以上的任意组合。
导热软金属丝表面做过氧化处理后不与水反应，更加耐用。优选种类的导热软金属丝为铜丝，其生产技术成熟,应用广泛。
所述铝酸盐水泥为高铝水泥。
优选的水泥品种具有快硬、高强、耐热及耐腐蚀的性能，能进一步提升室内地暖专用水泥基自流平砂浆的性能。
所述可再分散胶粉为醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维。
优选种类的可再分散胶粉技术成熟，易乳化分散在水中。优选种类的纤维素醚为羟丙基甲基纤维，其使用广泛，技术成熟。
所述消泡剂为聚醚类干粉消泡剂，所述分散剂为改性脂肪衍生物，所述减水剂为聚羧酸型高效减水剂，所述早强剂为碳酸锂，所述减缩剂为多元醇类减缩剂。
优选种类的消泡剂适合碱性环境，消泡抑泡能力强。优选种类的分散剂能增强固体粒子分配状态的均匀性，减少粒子间摩擦，减少气泡的形成。优选种类的减水剂的减水效果更显著、高效。优选种类的早强剂能增强粘结剂的早期强度。优选种类的减缩剂能减少塑性收缩和干缩。
所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将所述纤维素醚、可再分散胶粉、消泡剂、分散剂、减水剂、早强剂、缓凝剂以及减缩剂混合均匀制备成母料；
(2)开启混料机的搅拌叶但不开启飞刀，使搅拌叶的转速为100-140转/分钟，先向混料机内加入无水石膏和α半水石膏，然后再向内依次加入所述特种水泥、硅酸盐水泥、矿粉、导热软金属丝、步骤(1)制备的母料以及各目数导热填料，缓慢搅拌至少2分钟；
(3)将搅拌叶的转速调至220-260转/分钟，不开启混料机内飞刀搅拌至少3分钟，之后在保持搅拌叶转速转动的同时，开启混料机内的飞刀使飞刀转速为2800-3200转/分钟，搅拌均匀，即得所述粉料；
(4)使用时，将所述粉料与水按照质量比1:0.22-0.25混合均匀，即得所述室内地暖专用水泥基自流平砂浆。
本申请室内地暖专用水泥基自流平砂浆的制备方法步骤简便、方便操作，制备出的室内地暖专用水泥基自流平砂浆导热系数高、导热速率快、导热损耗量低、节能环保。
所述步骤(2)搅拌叶的转速为120转/分钟。
优选的搅拌叶转速搅拌效果好。
所述步骤(3)中搅拌叶的转速为240转/分钟，飞刀的转速为3000转/分钟。
优选的搅拌叶转速和飞刀转速能进一步提升混合效果，使物料更均匀。
与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：
1)本申请的室内地暖专用水泥基自流平砂浆以特种水泥、硅酸盐水泥为基础，配合矿粉、无水石膏、α半水石膏，再添加导热系数较高的导热填料、导热软金属丝以及各类添加剂，其导热系数高、导热速率快、导热损耗量小，节能环保，能有效降低能源的消耗，保证室内地暖的优异取暖效果；
2)所述室内地暖专用水泥基自流平砂浆的制备方法步骤简便、方便操作，制备出的室内地暖专用水泥基自流平砂浆导热系数高、导热速率快、导热损耗量低、节能环保；
3)优选的搅拌叶转速和飞刀转速能进一步提升混合效果，使物料更均匀。
具体实施方式
下面结合说明书各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明所述的一种室内地暖专用水泥基自流平砂浆，由粉料与水按照质量比1:0.23的比例混合制备而成；其中，粉料由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
Figure BDA0003073503820000051
其中，所述特种水泥为铝酸盐水泥，各目数导热填料的导热系数为30-200w/m.k，所述导热软金属丝的导热系数均为300-500w/m.k。
所述各目数导热填料为由氮化铝制备而成的陶瓷微珠。
所述铝酸盐水泥为高铝水泥。
所述可再分散胶粉为醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维。
所述消泡剂为聚醚类干粉消泡剂，所述分散剂为改性脂肪衍生物，所述减水剂为聚羧酸型高效减水剂，所述早强剂为碳酸锂，所述减缩剂为多元醇类减缩剂。
所述导热软金属丝为导热软铜丝。
所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将所述纤维素醚、可再分散胶粉、消泡剂、分散剂、减水剂、早强剂、缓凝剂以及减缩剂混合均匀制备成母料；
(2)开启混料机的搅拌叶但不开启飞刀，使搅拌叶的转速为120转/分钟，先向混料机内加入无水石膏和α半水石膏，然后再向内依次加入所述特种水泥、硅酸盐水泥、矿粉、导热软金属丝、步骤(1)制备的母料以及各目数导热填料，缓慢搅拌2分钟；
(3)将搅拌叶的转速调至240转/分钟，不开启混料机内飞刀搅拌3分钟，之后在保持搅拌叶转速转动的同时,开启混料机内的飞刀使飞刀转速为3000转/分钟，搅拌均匀，即得所述粉料；
(4)使用时，将所述粉料与水按照质量比1:0.23混合均匀，即得所述室内地暖专用水泥基自流平砂浆。
实施例2
本发明所述的一种室内地暖专用水泥基自流平砂浆，由粉料与水按照质量比1:0.22的比例混合制备而成；其中，粉料由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
Figure BDA0003073503820000061
其中，所述特种水泥为铝酸盐水泥，各目数导热填料的导热系数为30-200w/m.k，所述导热软金属丝的导热系数均为300-500w/m.k。
所述各目数导热填料为由氧化铝制备而成的陶瓷微珠。
所述导热软金属丝为导热软铝丝。
所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将所述纤维素醚、可再分散胶粉、消泡剂、分散剂、减水剂、早强剂、缓凝剂以及减缩剂混合均匀制备成母料；
(2)开启混料机的搅拌叶但不开启飞刀，使搅拌叶的转速为100转/分钟，先向混料机内加入无水石膏和α半水石膏，然后再向内依次加入所述特种水泥、硅酸盐水泥、矿粉、导热软金属丝、步骤(1)制备的母料以及各目数导热填料，缓慢搅拌5分钟；
(3)将搅拌叶的转速调至260转/分钟，不开启混料机内飞刀搅拌8分钟，之后在保持搅拌叶转速转动的同时,开启混料机内的飞刀使飞刀转速为2800转/分钟，搅拌均匀，即得所述粉料；
(4)使用时，将所述粉料与水按照质量比1:0.22混合均匀，即得所述室内地暖专用水泥基自流平砂浆。
实施例3
本发明所述的一种室内地暖专用水泥基自流平砂浆，由粉料与水按照质量比1:0.25的比例混合制备而成；其中，粉料由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
Figure BDA0003073503820000071
Figure BDA0003073503820000081
其中，所述特种水泥为铝酸盐水泥，各目数导热填料的导热系数为30-200w/m.k，所述导热软金属丝的导热系数均为300-500w/m.k。
所述各目数导热填料为由氮化硼制备而成的陶瓷微珠。
所述导热软金属丝为导热软银丝。
所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将所述纤维素醚、可再分散胶粉、消泡剂、分散剂、减水剂、早强剂、缓凝剂以及减缩剂混合均匀制备成母料；
(2)开启混料机的搅拌叶但不开启飞刀，使搅拌叶的转速为140转/分钟，先向混料机内加入无水石膏和α半水石膏，然后再向内依次加入所述特种水泥、硅酸盐水泥、矿粉、导热软金属丝、步骤(1)制备的母料以及各目数导热填料，缓慢搅拌8分钟；
(3)将搅拌叶的转速调至220转/分钟，不开启混料机内飞刀搅拌6分钟，之后在保持搅拌叶转速转动的同时,开启混料机内的飞刀使飞刀转速为3200转/分钟，搅拌均匀，即得所述粉料；
(4)使用时，将所述粉料与水按照质量比1:0.25混合均匀，即得所述室内地暖专用水泥基自流平砂浆。各实施例中的设备信息：
混料机：如摩泰克MR-150，其搅拌叶设在中心转轴上，飞刀设在内壁上，所述飞刀为混料机内搅拌叶之外独立高速旋转的叶片。
特种水泥：凯诺思 FONDU
硅酸盐水泥：南京小野田水泥厂 硅酸盐水泥PII 52.5
矿粉：日照钢铁控股集团有限公司 S95矿粉
无水石膏：皖北煤电集团含山恒泰分公司
α半水石膏：上海亭发建筑材料有限公司
40-70目的导热填料：德盛特种陶瓷制造有限公司
70-140目的导热填料：德盛特种陶瓷制造有限公司
200-250目的导热填料：德盛特种陶瓷制造有限公司
500-600目的导热填料：德盛特种陶瓷制造有限公司
长度4-8mm的导热软金属丝：巩义市回郭镇鑫源摩擦材料经营部
可再分散胶粉：瓦克化学(上海)有限公司 DPL23
纤维素醚：北方天普纤维素有限公司 MH4005S
消泡剂：德国Munzing(明凌)化学品公司 AGITAN P803
分散剂：德国Munzing(明凌)化学品公司 METOLAT P588
减水剂：巴斯夫(中国)化工股份公司 MELFLUX 2651F
早强剂：江西赣锋锂业股份有限公司 电池级，纯度99.9％
缓凝剂：河南赛森化工产品有限公司 食品级 DL-酒石酸
减缩剂：赢创特种化学(上海)有限公司 减缩剂 PSR105
实验数据：
一、室内地暖专用水泥基自流平砂浆各性能参数检测
检测方法：参考JC/T 985-2017地面用水泥基自流平砂浆
对照样：郑州乐邦建材有限公司乐邦X-601
表1室内地暖专用水泥基自流平砂浆各实施例性能参数检测
Figure BDA0003073503820000091
Figure BDA0003073503820000101
二、导热系数检测
检测仪器：TC3000E导热系数仪
对照样：郑州乐邦建材有限公司乐邦X-601
表2各实施例导热系数检测结果
Figure BDA0003073503820000102
由上面表1可知，本申请的室内地暖专用水泥基自流平砂浆各实施例的的各种基本性能均达和优于相关标准和对照样数据。由上面表2可知，本申请的室内地暖专用水泥基自流平砂浆各实施例的导热性能显著优于标准和对照样。
本发明所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种室内地暖专用水泥基自流平砂浆，其特征在于：由粉料与水按照质量比1:0.22-0.25的比例混合制备而成；其中，粉料由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
Figure FDA0003073503810000011
其中，所述特种水泥为铝酸盐水泥，各目数导热填料的导热系数为30-200w/m.k，所述导热软金属丝的导热系数均为300-500w/m.k。
2.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述各目数导热填料为陶瓷微珠，所述陶瓷微珠由氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化硼、氧化铍、氮化硅、氧化镁或碳化硅的其中一种或任意两种以上的任意组合的材料制备而成。
3.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述导热软金属丝为表面做过氧化处理的导热软金属丝，该导热软金属丝为金丝、银丝、铜丝、铝丝、铁丝或铅丝的其中一种或任意两种以上的任意组合。
4.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述铝酸盐水泥为高铝水泥。
5.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述可再分散胶粉为醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维。
6.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆，其特征在于：所述消泡剂为聚醚类干粉消泡剂，所述分散剂为改性脂肪衍生物，所述减水剂为聚羧酸型高效减水剂，所述早强剂为碳酸锂，所述减缩剂为多元醇类减缩剂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆的制备方法，其特征在于：主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将所述纤维素醚、可再分散胶粉、消泡剂、分散剂、减水剂、早强剂、缓凝剂以及减缩剂混合均匀制备成母料；
(2)开启混料机的搅拌叶但不开启飞刀，使搅拌叶的转速为100-140转/分钟，先向混料机内加入无水石膏和α半水石膏，然后再向内依次加入所述特种水泥、硅酸盐水泥、矿粉、导热软金属丝、步骤(1)制备的母料以及各目数导热填料，缓慢搅拌至少2分钟；
(3)将搅拌叶的转速调至220-260转/分钟，不开启混料机内飞刀搅拌至少3分钟，之后在保持搅拌叶转速转动的同时,开启混料机内的飞刀使飞刀转速为2800-3200转/分钟，搅拌均匀，即得所述粉料；
(4)使用时，将所述粉料与水按照质量比1:0.22-0.25混合均匀，即得所述室内地暖专用水泥基自流平砂浆。
8.根据权利要求7所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)搅拌叶的转速为120转/分钟。
9.根据权利要求7所述的室内地暖专用水泥基自流平砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中搅拌叶的转速为240转/分钟，飞刀的转速为3000转/分钟。
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