采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料

摘要

本发明具体涉及一种采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料，其原料及其质量百分比为：水泥25-35％、陶粒20-40％、陶砂30-40％、陶粒煅烧飞灰4-15％、碳纤维0.5-1.5％、有机纳微米微珠0.01-0.1％、电气石0.1-1％、减水剂0.1-1％、保水剂0.05-0.5％、水凝胶0.1-1％。本发明具有材料施工性好、高强度、低密度、可分解甲醛和加强地暖热辐射的优点。

权利要求

1.一种采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料，其原料及其质量百分比为：水泥25-

35％、陶粒20-40％、陶砂30-40％、陶粒煅烧飞灰4-15％、碳纤维0.5-1.5％、有机纳微米微珠0.01-0.1％、电气石0.1-1％、减水剂0.1-1％、保水剂0.05-0.5％、水凝胶0.1-1％；所述的水泥为42.5或以上等级硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥；所述的陶粒为密度在400～550kg/m3，粒径为5-15mm连续级配的页岩陶粒、粉煤灰陶粒、污泥陶粒的一种或几种复合；所述的陶砂为粒径小于5mm，吸水率小于30％的页岩陶砂、粉煤灰陶砂、污泥陶砂的一种或几种复合；所述的陶粒煅烧飞灰是指陶粒制备过程中因燃烧农业废弃物而产生的由收尘器捕获的烟道飞灰；所述的有机纳微米微珠为粒度为10-100nm的有机微纳米球形颗粒；所述的电气石为细度在800-3000目的天然电气石粉末。

2.根据权利要求1所述的采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料，其特征是：所述的碳纤维为长度在3-12mm的聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维的一种。

3.根据权利要求1所述的采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料，其特征是：所述的减水剂为聚羧酸减水剂或三聚氰胺减水剂的一种。

4.根据权利要求1所述的采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料，其特征是：所述的保水剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧丙基甲基纤维素或羧已基纤维素中的一种或几种。

说明书

采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料

技术领域

[0001] 本发明具体涉及一种采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料，主要用于新型建筑材料。

背景技术

[0002] 为应对全球气候变化、资源能源短缺、生态环境恶化的挑战，人类正在遵循碳循环的概念，以低碳为导向，发展循环经济、建设低碳生态城市、推广普及低碳绿色建筑。中国绿色建筑进入规模化发展时代，“十二五”期间，计划完成新建绿色建筑10亿平方米；到2015年末，20％的城镇新建建筑达到绿色建筑标准要求。

[0003] 建筑节能是绿色建筑的重要组成部分，随着我国低能耗居住建筑节能标准的实施，建筑楼地面的保温得以全面推行。陶粒混凝土是一种建筑楼地面保温的新产品，具有轻质、高强、保温、隔音、防火、构造简单、施工方便、成本低廉、与建筑同寿命等特点，是屋面和地面保温系统的重要组成部分。同时，使用地面保温材料在地暖设施中保温层使用，会促进热量的辐射散发，有效地利用热能，减少热量损失，大大降低供热成本，可提高保温层、找平层与地面地板、地砖等材料的粘结质量、机械强度和耐久性，减少地板等地面材料的开裂、破损、碎裂等现象。

[0004] 与传统的结构或路用陶粒混凝土不同，地面保温专用陶粒混凝土要求在低导热系数下实现一定的力学性能。因此，保证轻质混凝土的低密度、高流动性和高强度是制备轻质陶粒混凝土的技术难点。

[0005] 关于陶粒混凝土地面材料的研究和应用目前已有大量的报道。分析这些文献，主要集中在：

[0006] (1)标准方面，目前各地使用的标准中主要对强度、密度、导热系数和储热系数进行了规定，而对材料的施工性指标没有涉及。其原因是：从理论上说，高流动性的浆料中胶结料用量不能太少,低于450kg/m3时,几乎无法保证混凝土成型的质量,一般不宜少于500kg/m3。而在轻质陶粒混凝土地面制备中一般需要的体积密度为1000-1200kg/m3，其胶结料物质用量一般在280-350kg/m3，增加胶结料的数量，其密度提高，导热系数无法满足设计需要。

[0007] (2)从材料配方来看，主要使用的原料包括：水泥等胶凝材料、大小粒径的轻集料、矿物掺合料、化学外加剂和水。从使用工艺看，大量采用了预湿水技术对轻集料进行预湿水。通过材料的配比优化，最终实现高流动性和工作性能可调。

[0008] 从上述文献分析可以发现，实际上，目前的地面用陶粒混凝土为低密度陶粒混凝土，在实现低密度的同时，保证其高流动性是工程实际和学术界研究的难点；同时，考虑到地面使用功能的要求，如有地暖存在条件下，陶粒混凝土地面的辅助散热和对大温差的抵抗能力等。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于提供一种采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料，具有材料施工性好、高强度、低密度、可分解甲醛和加强地暖热辐射的优点。

[0010] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料，其原料及其质量百分比为：水泥25-35％、陶粒20-40％、陶砂30-40％、陶粒煅烧飞灰4-15％、碳纤维0.5-1.5％、有机纳微米微珠0.01-0.1％、电气石0.1-1％、减水剂0.1-1％、保水剂0.05-0.5％、水凝胶0.1-1％。

[0011] 按上述方案，所述的水泥为42.5或以上等级硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。

[0012] 按上述方案，所述的陶粒为密度在400～550kg/m3，粒径为5-15mm连续级配的页岩陶粒、粉煤灰陶粒、污泥陶粒的一种或几种复合。

[0013] 按上述方案，所述的陶砂为粒径小于5mm，吸水率小于30％的页岩陶砂、粉煤灰陶砂、污泥陶砂的一种或几种复合。

[0014] 按上述方案，所述的陶粒煅烧飞灰是指陶粒制备过程中因燃烧农业废弃物而产生的由收尘器捕获的烟道飞灰。

[0015] 按上述方案，所述的碳纤维为长度在3-12mm的聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维的一种。

[0016] 按上述方案，所述的有机纳微米微珠为粒度为10-100nm的有机微纳米球形颗粒。

[0017] 按上述方案，所述的电气石为细度在800-3000目的天然电气石粉末。

[0018] 按上述方案，所述的减水剂为聚羧酸减水剂或三聚氰胺减水剂的一种。

[0019] 按上述方案，所述的保水剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧丙基甲基纤维素或羧已基纤维素中的一种或几种。

[0020] 本发明具有材料施工性好、高强度、密度低、热性能好、可分解甲醛和加强地暖热辐射的优点。例如，(1)高流动性和低密度：除了采用常用的减水剂等外加剂实现流动性增强外，引入了陶粒烟道飞灰这种无机球形颗粒和有机纳微米微珠，减少部分高吸水陶砂的用量，这一方面增加了粉料的数量，另一方面利用飞灰和微珠的球形滚珠效应，提高了浆体的流动性；同时，无机球形颗粒和有机纳微米微珠均为轻质球形颗粒，这也降低了材料的体积密度和吸水率；(2)强度提高的原理：一方面，增加的无机球形颗粒和有机纳微米微珠在很大程度上增加了浆体的数量，使浆体包围陶粒和陶砂更加紧密，从而提高了混凝土的强度；另一方面，碳纤维的加入使陶粒颗粒间相互粘结，浆体之间强度增加，也进一步提高了系统的强度；(3)可分解甲醛，电气石是一种典型的负离子型功能材料，在含水量较高的环境中失效，达不到释放负离子效应的目的，但在与地暖系统共同使用时，由于存在地暖的持续加热作用，其可以再次激活，因此，将其植入本材料中可持续分解地板或地板粘结剂中的甲醛，从而起到降低建筑室内污染的目的；(4)加强地板辐射采暖，一方面，陶粒混凝土的导热系数较低，地暖能量能够基本向室内单向传递，另一方面，碳纤维也具有较强的红外辐射能力，因此，本材料对地板辐射采暖具有明显的效果。除此之外，本材料还在提高材料施工速度、减少施工麻面等方面存在明显的优势，例如两种轻质无机球形颗粒和有机纳微米微珠的加入降低了浆体密度，施工时浆体部分上浮，从而有利于提高混凝土表面浆体数量，减少了施工麻面；电气石初次与水反应放出的热量，提高了系统的温度，有利于缩短工作时间等。

具体实施方式

[0021] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

[0022] 实施例1：

[0023] 一种采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料，其所用的原材料及其质量百分比为42.5等级硅酸盐水泥25％、粒径5-15mm连续级配页岩陶粒30％(其密度为400～550kg/3
m )、粒径5mm以下页岩陶砂30％(其吸水率小于30％)、陶粒煅烧飞灰14.14％(所述的陶粒煅烧飞灰是指陶粒制备过程中因燃烧稻壳等农业废弃物而产生的由收尘器捕获的烟道飞灰)、市售聚丙烯腈基碳纤维0.5％(碳纤维长度在3-12mm)、有机聚苯丙烯纳微米微珠
0.01％(其为粒度10-100nm的有机微纳米球形颗粒)、市售电气石粉0.1％(细度在800-3000目的天然电气石粉末)、聚羧酸减水剂0.1％、甲基纤维素0.05％、市售水凝胶0.1％；使用时，先将硅酸盐水泥、陶粒煅烧飞灰、聚丙烯腈基碳纤维、有机纳微米微珠、市售电气石粉、聚羧酸减水剂、甲基纤维素、市售水凝胶均匀混合，加水搅拌均匀后，再加入页岩陶粒和页岩陶砂搅拌3-5min即可得到密度为1000kg/m3，导热系数为0.15-0.20W/m·K，强度为LC15级别的采暖地面用陶粒混凝土。

[0024] 实施例2：

[0025] 一种采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料，其所用的原材料及其质量百分比为52.5等级硫铝酸盐水泥35％、粒径5-15mm连续级配污泥陶粒20％(其密度为400～550kg/m3)、粒径5mm以下污泥陶砂30％(其吸水率小于30％)、陶粒煅烧飞灰10％(所述的陶粒煅烧飞灰是指陶粒制备过程中因燃烧稻壳等农业废弃物而产生的由收尘器捕获的烟道飞灰)、市售聚丙烯腈基碳纤维1.4％(碳纤维长度在3-12mm)、市售有机聚苯乙烯纳微米微珠0.1％(其为粒度10-100nm的有机微纳米球形颗粒)、市售电气石粉1％(细度在800-3000目的天然电气石粉末)、三聚氰胺减水剂1％、羧丙基甲基纤维素0.5％、市售水凝胶1％；使用时，先将硫铝酸盐水泥、陶粒煅烧飞灰、聚丙烯腈基碳纤维、有机纳微米微珠、市售电气石粉、三聚氰胺减水剂、羧丙基甲基纤维素、市售水凝胶均匀混合，加水搅拌均匀后，再加入污泥陶粒和污泥陶砂搅拌3-5min即可得到密度为900kg/m3，导热系数为0.14-0.20W/m·K，强度为LC15级别的采暖地面用陶粒混凝土。

[0026] 实施例3：

[0027] 一种采暖用功能化低密度陶粒混凝土地面材料，其所用的原材料及其质量百分比为42.5等级硅酸盐水泥30％、粒径5-15mm连续级配粉煤灰陶粒27.6％(其密度为400～550kg/m3)、粉煤灰陶砂30％(其吸水率小于30％)、陶粒煅烧飞灰10％(所述的陶粒煅烧飞灰是指陶粒制备过程中因燃烧稻壳等农业废弃物而产生的由收尘器捕获的烟道飞灰)、市售聚丙烯腈基碳纤维1％(碳纤维长度在3-12mm)、市售有机聚氯乙烯纳微米微珠0.1％(其为粒度10-100nm的有机微纳米球形颗粒)、市售电气石粉0.5％(细度在800-3000目的天然电气石粉末)、减水剂0.5％、羧丙基甲基纤维素0.2％、水凝胶0.1％；使用时，先将硅酸盐水泥、陶粒煅烧飞灰、聚丙烯腈基碳纤维、有机纳微米微珠、市售电气石粉、聚羧酸减水剂、羧丙基甲基纤维素、市售水凝胶均匀混合，加水搅拌均匀后，再加入粉煤灰陶粒和粉煤灰陶砂搅拌3-5min即可得到密度为1100kg/m3，导热系数为0.16-0.22W/m·K，强度为LC15级别的