专利名称：一种导电水泥及其制备方法
技术领域：
本发明属于建筑材料工业技术领域，涉及具有特殊性能的水泥产品，更具 体地说，本发明涉及一种导电水泥。另外，本发明还涉及这种导电水泥的制备 方法。
背景技术：
传统水泥的导电性能很差。在许多场合，如在各类核电、火电、水电设施 以及各类高层建筑的防雷保护以及防静电工程的建设和检修中、在建造热交换 器、干燥室、不结冰的机场跑道中以及要求进行屏蔽的场合，需要混凝土具有 一定的导电性能。
在目前的公知技术中， 一般的导电混凝土是通过另外添加导电材料的方式 制成的。目前国内外用于配制导电混凝土的材料有石墨、碳纤维和钢(屑)纤 维屑、导电珍珠粉等。下面对检索到的有关专利文献和技术资料作一个对比介 绍
如中国专利号为CN1226526的专利文献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它们的制备方法。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、纸浆和/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，形成低浓度的浆料；使该浆料 成形为具有所要求大小和厚度的石墨水泥的薄层；并在大约100 200kgf/fcm2 的高压压塑之前层压多个薄层，然后固化而制得。该发明的导电石墨水泥板可 用于各种用途中，例如建筑用装饰板、电荷抗静电板和加热板。
又如中国专利号为CN1241546A的专利文献公开了一种克雷一导电水泥的 专利技术。克雷一导电水泥是一种接地降阻材料。该材料由石墨、普通水泥、 活性膨润土、硫酸铜和丙烯酰胺等成分按一定比例配置而成。该材料可将原接 地电阻降低10 4倍，降阻系数为0.1 0.25，电阻率p 〈2&M， 20°C),工频 接地电阻的降低率大于三倍，冲击接地电阻的降低率大于三倍以上，无毒、无 腐蚀性，力学特性相当于C20 C30水泥砂浆。它使接地工程变得简单易行，实 用技术效果明显。
但上述技术所采用的这些材料价格都比较昂贵，而且在搅拌成型过程中， 会导致严重离析、成团及混凝土含气量过大、导电性能不稳定，混凝土强度低 等问题，严重影响导电混凝土的性能，导电混凝土的造价高。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种导电水泥，其目的是在保证其具有良好 的力学性能和导电性能的前提下，降低导电水泥的制造成本。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为所提供的这种导电水泥， 包括水泥本体、导电材料及改性材料，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；其余为硅酸盐水泥熟料，以上成份制成 导电水泥的原料。
所述的导电水泥是用45%的硅酸盐水泥熟料、50%的风淬钢渣、5%天然二 水石膏磨细混合制成导电水泥的原料。
所述的硅酸盐水泥熟料的性能为3天抗压强度大于30MPa;所述的风淬钢 渣中，FeO的含量^20n/。；所述的天然二水石膏磨细至细度不大于2%。
本发明为了实现与上述技术方案相同的目的，还提供了这种导电水泥的制
备方法，其技术方案为
该方法的工艺过程为-
a) 、制备导电水泥的原料；
b) 、用所述的导电水泥原料按比例混合后进入磨机粉磨； C)、所述的导电水泥原料按比例加水搅拌；
d) 、制作成型；
e) 、在15 25"C环境温度、85% 95%湿度条件下养护24小时或24小时以 上凝结。
具体实施时的环境温度和湿度的技术方案为所述的环境温度为20°C;所
述的湿度为90%。
以上所述的制备方法用于制作净浆导电制品时，水与所述的导电水泥的原 料的质量比为0.3:1，净浆搅拌并制作成型，养护24小时或24小时以上凝结。
另外，所述的制备方法用于制作胶砂导电制品时，采用所述的导电水泥的 原料，在其工艺过程的c)步骤，另加入颗粒状的风淬钢渣，其中，水、所述的 导电水泥的原料及颗粒状的风淬钢渣的质量之比为0.3 : 1 : 3.8,胶砂搅拌并制 作成型，养护24小时或24小时以上凝结。
所述的颗粒状的风淬钢渣的颗粒外形最大尺寸^20mm 。更进一步地，所 述的颗粒状的风淬钢渣的颗粒外形最大尺寸^10mm 。
本发明采用上述技术方案，克服了目前导电混凝土性能上的缺点，降低导 电混凝土的造价，开发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生利用。
下面对本说明书的附图所表达的内容作简要说明-
图1为本发明所涉及的导电水泥的制备方法的工艺流程框图。
具体实施例方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明所涉及的导电水泥的产品 及其制备方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的 发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明所涉及的这种导电水泥，包括水泥本体、导电材料及改性材料。其 中，水泥本体为一般常用的硅酸盐水泥熟料。
为了克服在本说明书的背景技术中所述的现有公开技术中存在的缺陷，实 现在保证水泥的基本强度性能及导电性能的前提下，降低导电水泥的制造成本、 特别是原材料成本的目的，本发明采取的技术方案为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；其余为硅酸盐水泥熟 料，以上成份制成导电水泥的原料。
硅酸盐水泥熟料为导电水泥的主体成份，起到粘合、硬结作用；风淬钢渣 为导电材料，起到降低水泥电阻的作用；天然二水石膏为缓凝材料，起到调节 水泥凝结时间的作用。
在上述技术方案中，为提高导电性能所运用的风淬钢渣，为钢铁工业生产 的副产品， 一般情况下的应用价值不高。本发明开发了风淬钢渣这种工业生产 废料的应用新渠道，使其提高了应用价值，而且减少对环境的影响，实现钢铁 生产副产品的循环再生利用。
水泥熟料质量的要求、风淬钢渣中FeO等含量的要求以及风淬钢渣的用量， 可以根据具体的施工性能要求不同而作相应的调整。在本文下面的有关实施例 的叙述中，将对其配比作较详细的介绍。
本发明所提供的导电水泥无毒、无腐蚀性，放射性满足GB6566《建筑材料 放射性核素限量》要求。采用本发明生产的导电水泥不仅具有通用水泥的优良
的力学性能，还具有良好的导电性。该导电水泥产品为不定形水硬性胶凝材料， 可以根据施工要求加工成任意形状，施工简单易行。其力学性能使其可用于配
置C20 C35混凝土。导电水泥具有较好的抗辐射性能和良好的屏蔽性能。
本发明所涉及的导电水泥作为接地降阻材料，应用于各类核电、火电、水 电设施以及各类高层建筑的防雷保护以及防静电工程的建设和检修。由于导电 水泥在有电流通过时会发热，这样的发热非常安全，不会引起燃烧，因此，可 用其建造热交换器、干燥室、不结冰的机场跑道，利用其电阻产生的热量，达 到保温、干燥、防止结冰的目的。可以作为建筑装饰材料用于各类需要均匀加 热和提高热效率的民用取暖设施。
具体实施时其配比可采用下面的方案所述的导电水泥是用45%的硅酸盐 水泥熟料、50%的风淬钢渣、5%天然二水石膏磨细混合制成导电水泥的原料。 这是一种常用的配比，其性能满足大多数建设要求。
所述的硅酸盐水泥熟料的性能为3天抗压强度大于30MPa;所述的风淬钢 澄中，FeO的含量S20Q/。；所述的天然二水石膏磨细至细度不大于2%，即粉磨 后的物料应满足80微米方孔筛筛余量不大于2%。
本发明为了实现与上述技术方案相同的目的，还提供了这种导电水泥的制 备方法，其技术方案为如图1所表达的本发明所述的导电水泥的制备方法的 工艺流程框图，该方法的工艺过程为
a) 、制备导电水泥的原料；
b) 、用所述的导电水泥原料按比例混合后进入磨机粉磨；
c) 、所述的导电水泥原料按比例加水搅拌；
d) 、制作成型；
e) 、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。
在步骤a)中，用20% 50%风淬钢渣；2% 7%的天然二水石膏；其余为 硅酸盐水泥熟料制成导电水泥的原料先进行混合；经过步骤b)进行粉磨后其导 电水泥的原料的细度不大于2%，即物料应满足80微米方孔筛筛余量不大于2%。
用所述的导电水泥的原料加水；净浆搅拌；在15 25。C环境温度、85% 95%湿度条件下养护24小时或24小时以上。 一般测得电阻率可为2.81 Q .m.。 已经试制成功电阻2.5k Q导电水泥电阻试块。
该产品可与普通水泥一样，直接将导电水泥在水泥地面上涂抹安装施工， 也可根据施工需要任意规格的地板拼装施工，与铺地砖一样方便快捷，不占用 房间面积，不需任何管道。
关于其本发明对成本方面的贡献，通过下面的示例进行说明作为生产地 板采暖系统的导电水泥，其造价为每平方米成本约24元。据目前公开的技术资 料介绍，采用在本说明书背景技术中提到的导电水泥地板采暖系统，每平方米 的导电水泥地板，成本近40元。本发明的导电水泥的造价仅为上述的导电水泥 的成本的60%，其经济性能优越，实现了节能、环保和材料的循环利用和可持 续发展的目的。
具体实施时的环境温度和湿度的技术方案为所述的环境温度为20°C;所 述的湿度为90%。
以上所述的制备方法用于制作净浆导电制品时，水与所述的导电水泥的原 料的质量比为0.3:1，净浆搅拌并制作成型，养护24小时或24小时以上凝结。
另外，所述的制备方法用于制作胶砂导电制品时，采用所述的导电水泥的 原料，在其工艺过程的c)步骤，另加入颗粒状的风淬钢渣，其中，水、所述的 导电水泥的原料及颗粒状的风淬钢渣的质量之比为0.3 : 1 : 3.8，胶砂搅拌并制
作成型，养护24小时或24小时以上凝结。
以上所述的颗粒状的风淬钢渣的颗粒外形最大尺寸^20mm 。更进一步地，
所述的颗粒状的风淬钢渣的颗粒外形最大尺寸^10mm 。风淬钢渣的不同尺寸
的颗粒的选用，取决于施工工程对导电水泥的要求。
本发明除了以上的实施方式外，还提供以下的具体实施示例，以方便在各 种不同的生产条件下和对不同的产品要求的情况下运用
实施例一所述的导电水泥是用45°/。的硅酸盐水泥熟料、50%的风淬钢渣、 其余为天然二水石膏磨细混合制成导电水泥的原料净浆导电制品以水与导电水 泥的原料的质量之比为0.3 : 1，净浆搅拌成型，在15 25。C环境温度、85% 95%湿度条件下养护24小时或24小时以上。其导电性能很好，但水泥的凝结时 间稍长、强度稍低。
具体实施时的环境温度和湿度的技术方案为所述的环境温度为20°C;所 述的湿度为90%。
实施例二所述的导电水泥是用78%的硅酸盐水泥熟料、20%的风淬钢渣、 2%天然二水石膏混合磨细制成导电水泥。净浆导电制品以以水与导电水泥的原 料的质量之比为0.3 : 1，净浆搅拌成型，在15 25。C环境温度、85% 95%湿度 条件下养护24小时或24小时以上。其导电性能较好，但水泥的凝结时间快、 强度高。
测定导电水泥各种性能指标的环境为所述的环境温度为20°C;所述的湿 度为90%。
实施例三所述的导电水泥是用55%的硅酸盐水泥熟料、45%的风淬钢渣、 5%天然二水石膏混合磨细制成导电水泥，以风淬钢渣作为胶砂骨料。水灰渣比 为0.3: 1: 3.8制成胶砂混凝土，其导电性能优良，凝结正常、强度较高。湖!J定
导电水泥各种性能指标的环境为所述的环境温度为2(TC，所述的湿度为90%。
实施例四养护环境温度为15°C，其余条件同上述实施例。适用于稍低气
温时的生产，养护时间需适当延长。
实施例五养护环境温度为25°C，其余条件同上述实施例。适用于稍高气
温时的生产，养护时间稍短。
实施例六养护湿度为85%,其余条件同上述实施例。适用于环境湿度稍
低的生产条件。
实施例七养护湿度为95%，其余条件同上述实施例。适用于环境湿度较
高的生产条件。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上 述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性 的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在 本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种导电水泥，包括水泥本体、导电材料及改性材料，其特征在于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；其余为硅酸盐水泥熟料，以上成份制成导电水泥的原料。
2、 按照权利要求1所述的导电水泥，其特征在于所述的导电水泥是用45% 的硅酸盐水泥熟料、50%的风淬钢渣、5%天然二水石膏磨细混合制成导电水泥 的原料。
3、 按照权利要求l所述的导电水泥，其特征在于所述的硅酸盐水泥熟料的性能为3天抗压强度大于30MPa;所述的风淬钢渣中，FeO的含量^20%; 所述的天然二水石膏磨细至细度不大于2%。
4、 按照权利要求1或2或3所述的导电水泥的制备方法，其特征在于该方 法的工艺过程为a) 、制备所述的导电水泥的原料；b) 、用所述的导电水泥原料按比例混合后进入磨机粉磨；c) 、所述的导电水泥原料按比例加水搅拌；d) 、制作成型；e) 、在15 25t:环境温度、85% 95%湿度条件下养护24小时或24小时以 上凝结。
5、 按照权利要求4所述的导电水泥的制备方法，其特征在于所述的环境 温度为2(TC;所述的湿度为90%。
6、 按照权利要求4所述的导电水泥的制备方法，其特征在于所述的制备 方法用于制作净浆导电制品时，水与所述的导电水泥的原料的质量比为0.3 : 1， 净浆搅拌并制作成型。
7、 按照权利要求4所述的导电水泥的制备方法，其特征在于所述的制备 方法用于制作胶砂导电制品时，采用所述的导电水泥的原料，在所述的工艺过 程的C)步骤中，另加入颗粒状的风淬钢渣，其中，水、所述的导电水泥的原料及颗粒状的风淬钢渣的质量之比为0.3 : 1 : 3.8，胶砂搅拌并制作成型。
8、 按照权利要求7所述的导电水泥的制备方法，其特征在于所述的颗粒 状的风淬钢渣的颗粒外形最大尺寸^20mm 。
9、 按照权利要求8所述的导电水泥的制备方法，其特征在于所述的颗粒 状的风淬钢渣的颗粒外形最大尺寸^10mm 。
全文摘要
本发明公开了一种导电水泥，包括水泥本体、导电材料及改性材料，其特征在于所述的导电水泥的含量为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；其余为硅酸盐水泥熟料，以上成份制成导电水泥的原料。其制备方法的工艺过程为制备导电水泥的原料；用所述的导电水泥原料按比例混合后进入磨机粉磨；所述的导电水泥原料按比例加水搅拌；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。本发明降低了导电混凝土的造价，开发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生利用。
文档编号C04B22/14GK101113089SQ20071002479
公开日2008年1月30日 申请日期2007年6月25日 优先权日2007年6月25日
发明者王宗森 申请人:马鞍山钢铁股份有限公司