FI78284C

FI78284C - Heat storage and leveling leveling mass and construction

Info

Publication number: FI78284C
Application number: FI874461A
Authority: FI
Inventors: Kyoesti Penttinen
Original assignee: Nordos Ab Oy
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1989-07-10
Also published as: FI78284B; FI874461A0

Description

1 78284 Lämpöä varaava ja tasoittava tasoite ja rakenne1 78284 Heat-accumulating and leveling leveling compound

Esillä oleva keksintö koskee lämpöä varaavaa ja tasaavaa be-tonitasoitetta, joka koostuu sementistä, vedestä, runkoaineesta ja mahdollisesti muista lisäaineista. Keksintö koskee myös tasoitteen käyttöä ja lämpöä varaavaa ja tasaavaa lattia-tms. rakennetta.The present invention relates to a heat accumulating and leveling concrete screed consisting of cement, water, aggregate and possibly other additives. The invention also relates to the use of a screed and a heat-accumulating and leveling floor or the like. structure.

Huoneen lattian tms. pinnan sisäisen, mahdollisesti jaksottaan tapahtuvan lämmityksen käyttö esim. tavanomaisen patte-rilämmityksen sijasta, asettaa lattia- tms. materiaaleille aivan uudet vaatimukset. Tarvitaan lämpöä varaavaa ja tasaavaa materiaalia, joka ottaa talteen lämmityselementtien luovuttamaa lämpöä ja välittää sitä edelleen huoneeseen toivotulla tavalla. Materiaali on myös sijoitettava rakenteeseen siten, ettei rakenteelle aiheudu mekaanisia vaurioita eikä lämpöhäviöitä huoneen ulkopuolelle.The use of internal, possibly intermittent, heating of the floor or similar surface of a room, e.g. instead of conventional radiator heating, places completely new requirements on floor or similar materials. What is needed is a heat-storing and compensating material that captures the heat given off by the heating elements and passes it on to the room as desired. The material must also be placed in the structure so that the structure does not cause mechanical damage or heat loss outside the room.

Aiemmissa ratkaisuissa ei näitä ongelmia liioin ole otettu huomioon. Niinpä päähuomion kohteena ovat olleet rakenteen ja materiaalin lujuus, tiiviys ja lämmöneristys. Lattia- tms. rakenteissa, joissa sisäpinta on päällystetty tai verhoiltu esim. kaakelilla, luonnonkivellä, muovilla tai puulla, tasoitteena on käytetty tavanomaista hienojakoista betonimassaa. Tällainen perinteinen tasoitebetonimassa muodostuu yleensä sementistä, vedestä ja runkoaineesta, joka voi olla hienojakoista hiekkaa tai tavanomaista hienoksi jauhettua kiveä. Kuitenkin tällaiset materiaalit ovat olleet lämpöteknisiltä ominaisuuksiltaan sellaiset, etteivät ne millään tavoin ole edistäneet lattia- tms. rakenteen sisältä tapahtuvaa lämmitystä.Nor have previous solutions taken these problems into account. Thus, the main focus has been on the strength, tightness and thermal insulation of the structure and material. In floor or similar structures in which the inner surface is coated or upholstered with, for example, tile, natural stone, plastic or wood, conventional fine concrete mass has been used as a leveling compound. Such a conventional leveling concrete mass usually consists of cement, water and aggregate, which may be fine sand or conventional finely ground stone. However, such thermo-technical properties have been such that they have in no way contributed to the heating inside the floor or the like.

Nyt on yllättäen keksitty, että vuolukivi, jolla on korkea tiheys, ominaislämpö ja lämmönjohtokyky verrattuna tavanomai siin runkoaineen osakiviaineksiin kuten graniittiin ja rapa- 78284 kiveen, soveltuu erinomaisesti sellaisen tasoitebetonimassan runkoaineeksi, joka toivotulla tavalla varastoi lämpöä ja säätää lattian tms. ja sisätilan välistä lämmönvaihtoa. Keksinnölle on siten pääasiassa tunnusomaista se, mitä sanotaan patenttivaatimusten tunnusosassa. Koska runkoaine muodostaa suurimman osan betonimassasta, siinä olevan vuolukiven edulliset lämpötekniset ym. ominaisuudet parantavat ratkaisevasti tasoitemateriaalin ominaisuuksia.It has now surprisingly been found that soapstone, which has a high density, specific heat and thermal conductivity compared to conventional aggregate aggregates such as granite and rapa 78284 stone, is ideally suited as a screed for aggregate heat storage and heat control. The invention is thus mainly characterized by what is stated in the preamble of the claims. Since the aggregate forms the majority of the concrete mass, the advantageous thermotechnical and other properties of the soapstone in it decisively improve the properties of the leveling material.

Keksintö kohdistuu siis tasoitebetonimassaan, joka koostuu sementistä, vedestä, vuolukivijauhetta olennaisena osana sisältävästä runkoaineesta ja mahdollisesti muista lisäaineista. Massa sisältää mielellään 10-20, edullisesti 15-17 paino-% sementtiä, 40-90, edullisesti 50-80 paino-% vuolukivijauhetta, 0-40, edullisesti 0-31 paino-% hiekkaa ja 1-6, edullisesti 2-4 paino-% vettä ja tarvittaessa muita lisäaineita. Kaikkein edullisin massa sisältää 16 paino-% sementtiä, 60 paino-% vuolukivijauhetta, 21 paino-% hiekkaa ja 3 paino-% vettä. Vesimäärää laskettaessa on otettava huomioon vuolukiven ja hiekan kosteus, joka yleensä pidetään alle 33 ja 4 paino-%, vastaavasti.The invention therefore relates to a leveling concrete mass consisting of cement, water, a aggregate containing soapstone powder as an integral part and possibly other additives. The pulp preferably contains 10-20, preferably 15-17% by weight of cement, 40-90, preferably 50-80% by weight of soapstone powder, 0-40, preferably 0-31% by weight of sand and 1-6, preferably 2-4% by weight % by weight of water and, if necessary, other additives. The most preferred pulp contains 16% by weight of cement, 60% by weight of soapstone powder, 21% by weight of sand and 3% by weight of water. When calculating the amount of water, the moisture content of the soapstone and sand, which is generally kept below 33 and 4% by weight, must be taken into account, respectively.

Esillä olevaan keksintöön erityisen sopivan vuolukivijauheen ; kuiva-ainepitoisuus on siis yli 67 paino-%, edullisesti 75-82 paino-%. Sopiva vuolukivilaji on esim. Juuan Kare- vaaran vuolukivi, joka sisältää n. 40-50 paino-% talkkia,A soapstone powder particularly suitable for the present invention; the dry matter content is thus more than 67% by weight, preferably 75-82% by weight. A suitable type of soapstone is, for example, the soapstone of Juuan Kararava, which contains about 40-50% by weight of talc,

MgSi^O^(0H)^, n. 40-50 paino-% magnesiittia MgCO^ ja n. 5-8 paino-% penniniittiä Mg AI Si O (OH) .MgSi 2 O 2 (OH), about 40-50% by weight of magnesite MgCO 2 and about 5-8% by weight of penninite Mg Al Si O (OH).

523 10 8523 10 8

Keksintöön tarvittava jauhe saadaan esim. Suomen Vuolukivi Oy:n (Nunnanlahti) tuotannon sivutuotteena n. 3000 tonnia vuodessa, kun vuolukiveä työstetään esim. sahaamalla, sorvaamalla, poraamalla, jyrsimällä tai hiomalla.The powder required for the invention is obtained, for example, as a by-product of the production of Suomen Vuolukivi Oy (Nunnanlahti), approximately 3,000 tonnes per year, when the soapstone is processed, for example, by sawing, turning, drilling, milling or grinding.

Keksinnölle olennaiset ominaisuudet ovat vuolukiven tiheys, ominaislämpö ja lämmönjohtokyky. Ominaislämpö vaihtelee välil- 3 78284The essential properties of the invention are the density, the specific heat and the thermal conductivity of the soapstone. The specific heat varies from 3 to 78284

. O. O

lä 0,9-1,1 kJ/kg C, kun se tavanomaisilla kivillä on . o yleensä n. ^0,84 kJ/kg C. Kun vuolukiven tilavuuspaino, 2,98 kg/dm , on myös muiden kivilajien tilavuuspainoa (2,4-2,9 kg/dm ) suurempi, sen lämpökapasiteetti tilavuus-yksikköä kohti on jopa noin 30 % suurempi kuin muilla kivimateriaaleilla. Lämmönjohtokyky on n. 6,4 W/mK, joka on noin kaksinkertainen verrattuna muihin kivimateriaaleihin.at 0.9-1.1 kJ / kg C when present in conventional stones. o generally approx. ^ 0.84 kJ / kg C. When the bulk density of soapstone, 2.98 kg / dm, is also higher than the bulk density of other rock types (2.4-2.9 kg / dm), its heat capacity per unit volume is up to about 30% higher than other stone materials. The thermal conductivity is about 6.4 W / mK, which is about double compared to other stone materials.

Keksinnön mukaisessa tasoitteessa käytettävä sementti on tavallista portland- tai aluminaatti-, tms. sementtiä, joka on valittu niin, että se täyttää sille kussakin tapauksessa asetetut vaatimukset.The cement used in the screed according to the invention is ordinary Portland or aluminate, etc. cement, which is chosen so as to meet the requirements set for it in each case.

Vuolukiven kanssa voidaan yllämainitun edullisen koostumuksen osoittamalla tavalla käyttää tavanomaisia runkoaineen osaki-viaineksia kuten hiekkaa, hietaa tai kivijauhetta modifioimaan tasoitteen ominaisuuksia halutulla tavalla.With the soapstone, as indicated by the above-mentioned preferred composition, conventional Osaki aggregates such as sand, sand or rock powder can be used to modify the properties of the filler as desired.

Keksinnön mukaisen, lämpöä varaavan ja tasaavan tasoitebeto-nimassan mahdollisista lisäaineista mainittakoon notkistimet, sitoutumis- ja kovettumiskiihdyttimet, tiivistysaineet, ym. Käyttökelpoisia notkistimia ovat mm. polyvinyyliasetaatti tai -akrylaatti, joita voidaan lisätä 0,1-10, edullisesti 2 paino-% massasta.Possible additives in the heat-accumulating and leveling screed concrete according to the invention include softeners, setting and hardening accelerators, sealants, etc. Useful plasticizers are e.g. polyvinyl acetate or acrylate, which may be added in an amount of 0.1 to 10%, preferably 2% by weight.

Massaan voidaan myös lisätä ns. puzzolaaneja, muoveja yms., joilla pyritään osittain korvaamaan betonin varsinaisia aineosia. Tarvittaessa betonimassaan lisätään myös erityyppisiä betoniliimoja sekä sively- ja väriaineita. Jos tasoite tulee käytettäväksi kosteissa tiloissa, siihen tulee myös lisätä homeenestoainetta.The so-called pozzolans, plastics, etc., which seek to partially replace the actual components of concrete. If necessary, different types of concrete adhesives as well as coatings and dyes are also added to the concrete mass. If the screed is to be used in damp areas, a mold inhibitor must also be added.

Keksinnön mukaisen tasoitebetonimassan ominaisuudet määräytyvät oleellisesti sen pääkomponentin, vuolukivijauheen mukaan. Siten tasoiteella on tavallista suurempi tiheys, ominaislämpö ja lämmönjohtokyky. Suuren tiheyden ja ominaislämmön ansiosta 78284 tasoitteen lämpökapasiteetti tilavuusyksikköä kohti on erityisen suuri. Suuren lämmönjohtokykynsä ansiosta tasoite lämpiää tasaisesti ja nopeasti eri puolilla sen rakennetta. Vuolukivi imee jauhemuodossaan kosteutta noin 18-25 paino-%.The properties of the screed concrete mass according to the invention are essentially determined by its main component, soapstone powder. Thus, the screed has a higher than usual density, specific heat and thermal conductivity. Due to the high density and specific heat, the heat capacity of 78284 filler per unit volume is particularly high. Thanks to its high thermal conductivity, the screed heats up evenly and quickly in different parts of its structure. Soapstone in its powder form absorbs moisture by about 18-25% by weight.

Tämä kosteus ei suoraan osallistus sementin kovetukseen, mutta se alentaa betonimassaan lisättävän veden pintajännitystä ja toimii siten vedentarvetta vähentävänä notkistimena. Samalla vähenee myös ulkopuolisten notkistumien käyttötarve. Massaan lisättävät muut aineosat kuten hiekka ja lisäaineet ovat omiaan muuntamaan tasoitteen ominaisuutta halutulla tavalla .This moisture does not directly contribute to the curing of the cement, but it lowers the surface tension of the water added to the concrete mass and thus acts as a water softener. At the same time, the need to use external flexes is reduced. Other ingredients added to the pulp, such as sand and additives, are capable of modifying the leveling compound in the desired manner.

Keksinnön mukaista tasoitemassaa voidaan yllämainittujen rajojen puittessa suhteuttaa niin, että kovettunut ja mahdollisesti päällystetty tasoite täyttää sille kussakin tapauksessa asetetut vaatimukset ja että tasoitemassan muokkautuvuusomi-naisuudet ovat halutut.Within the above-mentioned limits, the leveling compound according to the invention can be proportioned so that the cured and possibly coated leveling compound meets the requirements set for it in each case and that the formability properties of the leveling compound are desired.

Kuten johdannossa esitettiin, keksinnön mukaisen tasoitemassan tehtävänä on toimia lämpöä varastoivana ja tasaavana ta-soitekerroksena lattioissa tms., kun käytetään lattian tms. sisäistä länmitystä. Suuren lämmönjohtokykynsä ansiosta ta-soitekerros auttaa aikaansaamaan tasaisen lämmön jakautumisen koko lattian tms. pintaan. Suuren lämpökapasiteettinsa ansiosta tasoitekerros auttaa varastoimaan lämpöä ja tasoittaa siten jaksottaisen lämmityksen aiheuttamat lämpötilan vaihtelut. Tätä ominaisuutta käytetään edullisesti hyväksi siten, että lattiaa tms. lämmitetään yösähköllä, jolloin ne päiväsaikaan luovuttavat yön aikana varaamaansa lämpöä.As stated in the introduction, the function of the leveling compound according to the invention is to act as a heat-storing and leveling leveling layer in floors or the like when using internal heating of the floor or the like. Due to its high thermal conductivity, the leveling layer helps to achieve an even heat distribution over the entire floor or similar surface. Due to its high heat capacity, the leveling layer helps to store heat and thus smoothes out temperature fluctuations caused by intermittent heating. This feature is preferably utilized by heating the floor or the like with night electricity, whereby during the day they give off the heat they have reserved during the night.

Esillä olevan keksinnön mukainen tasoitebetonimassa toimii sopivasti tasoitteena, kun se päällystetään esim. luonnonkivellä, edullisesti vuolukivellä, kaakeilla, muovilla, puulla, jne. Kaikkein edullisimmat käyttökohteet ovat kosteat tilat kuten kylpyhuoneet ja uima-altaat, mutta myös lattialäirmit-teisissä asuinhuoneissa kuten takka- ja olohuoneissa voidaan käyttää eo. keksinnön mukaista tasoitetta.The leveling concrete mass according to the present invention suitably acts as a leveling compound when coated with e.g. natural stone, preferably soapstone, tiles, plastic, wood, etc. The most preferred applications are in damp areas such as bathrooms and swimming pools, but also in living rooms can be used eo. filler according to the invention.

5 782845,78828

Keksintö koskee myös sellaista lattia- tms. rakennetta, joka on lämpöä varaava ja tasaava, mutta edullisesti samalla eristetty lämpöhäviöiden minimoimiseksi. Rakenne voi olla joko paikan päällä valmistettava, tai se voi olla tehdasvalmisteinen lattia- tms. elemeneti, joka sitten asennetaan paikan päällä.The invention also relates to a floor or the like structure which is heat accumulating and equalizing, but preferably at the same time insulated in order to minimize heat loss. The structure can either be manufactured on site, or it can be a prefabricated floor or similar element, which is then installed on site.

Kuviossa esitetty rakenne 1 koostuu vähintään kolmesta kerroksesta; kylmään tilaan rajoittuvasta eristekerroksesta 2, lämpöä varaavasta ja tasaavasta, mahdollisesti lämmitysele-menttejä 3 sisältävästä välikerrokesta 4, joka on muodostettu sementistä, vedestä ja vuolukivijauhetta olennaisena osana sisältävästä runkoaineesta, ja lämpimään tilaan rajoittuvasta pintakerroksesta 5, joka edullisesti on muodostettu päällys-laatoista 6 ja laastista 7. Päällyslaatta 6 on edullisesti vuolukiveä ja laasti 7 edullisesti vuolukiveä sisältävää massaa.The structure 1 shown in the figure consists of at least three layers; a cold-state-insulating insulating layer 2, a heat-accumulating and leveling intermediate layer 4, optionally containing heating elements 3, formed of cement, water and a material containing soapstone powder as an integral part, and a warm-limiting surface layer 6, preferably 7. The cover slab 6 is preferably a pulp containing soapstone and the mortar 7 preferably a soapstone.

ValmistusesimerkkiPreparation Example

Valmistettiin keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista tasoitebetonimassaa. Betonimyllyyn lisättiin sekoit-3 taen 1 m valmista tuotetta kohti: 440 kg hiekkaa 1320 " vuolukivijauhetta, kosteus 18-23 paino-% 360 " portlandsementtiä 65 " suolatonta vettäA leveling concrete mass according to a preferred embodiment of the invention was prepared. To the concrete mixer was added mixer 3 m per finished product: 440 kg of sand 1320 "soapstone powder, moisture 18-23% by weight 360" Portland cement 65 "unsalted water

Sekoituksen jälkeen tasoitemassa levitettiin kovalle alustalle. Massa menetti notkeuttaan siten, että se oli 1-2 vuorokauden jälkeen kova. Kerroksen tasapainokorkeus saavutettiin 1-2 viikon jälkeen.After mixing, the leveling compound was applied to a hard surface. The mass lost its flexibility so that it was hard after 1-2 days. The equilibrium height of the layer was reached after 1-2 weeks.

Claims

1. Heat accumulating and leveling leveling compound for floors, etc., comprising cement, water, base material and possibly other additives, characterized in that an essential part of the base material is made of stretching powder.

The equalizing mass according to claim 1, characterized in that it contains about 40-90% by weight, preferably about 50-80% by weight of tampon powder.

The leveling mass according to claim 1, characterized in that it additionally contains, in addition to the specified amount of soapstone, 10-20, preferably 15-17% by weight of cement, 0-40, preferably 0-31% by weight of sand, the moisture of which preferably falls below 2 wt.%, And 1-5, preferably 2-4 wt.% Water.

4. A leveling compound according to claim 3, characterized in that it contains 60% by weight of pebble powder, 21% by weight of sand, 16% by weight of cement and 3% by weight of water.

5. A leveling compound according to any of the preceding claims, characterized in that the dry matter content of the tampon powder exceeds 67% by weight, preferably 75-82% by weight and that it is possibly obtained as a processing by-product in the production of soapstone.

The equalizing mass according to any of the preceding claims, characterized in that the specific heat for the type of tester used is 0.9-1.1 kJ / kg C, preferably 0 0.98 kJ / kg C, and / or that its thermal conductivity is 6.4 W / mK.

Use of a leveling mass according to any of the preceding claims as heat accumulating and equalizing leveling mass for a periodic, e.g. by means of night heat heated floors, etc.