一种发热保温瓷砖铺贴结构及其制备方法
阅读说明：本技术 一种发热保温瓷砖铺贴结构及其制备方法 (Heating and heat-insulating tile paving structure and preparation method thereof ) 是由 计凌云 区邦熙 李志林 杨君之 李志豪 朱联烽 邓波 于 2021-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种发热保温瓷砖铺贴结构及其制备方法,包括从上至下依次设置的瓷砖层、发热层、绝缘保护层、保温层、瓷砖胶层和水泥砂浆层；所述水泥砂浆层由水泥砂浆及弥散分布在所述水泥砂浆中的泡沫粒子组成,相邻的所述泡沫粒子之间的间距为8～12cm,在同一横截面内,所述水泥砂浆层的横截面积S1：所述泡沫粒子的横截面积S2＝3.5-4.5：1。水泥砂浆和泡沫粒子组成水泥砂浆层,泡沫粒子弥散分布且不发生聚集,每个泡沫粒子之间的间距为8-12cm,且水泥砂浆层的整体面积S1与泡沫粒子占据的面积S2之比为3.5-4.5：1,保证发热保温瓷砖铺贴结构在具有较好保温效果的同时强度不会过度降低。使发热保温瓷砖铺贴结构具有保温效率高、成本低、强度适中的特点。(The invention discloses a heating and heat-insulating tile paving structure and a preparation method thereof, wherein the heating and heat-insulating tile paving structure comprises a tile layer, a heating layer, an insulating protective layer, a heat-insulating layer, a tile glue layer and a cement mortar layer which are sequentially arranged from top to bottom; the cement mortar layer is composed of cement mortar and foam particles dispersed in the cement mortar, the distance between every two adjacent foam particles is 8-12cm, and the cross section area of the cement mortar layer is S1: the cross-sectional area S2 of the foam particles is 3.5 to 4.5: 1. the cement mortar layer is formed by cement mortar and foam particles, the foam particles are distributed in a dispersed mode and do not aggregate, the distance between every two foam particles is 8-12cm, and the ratio of the whole area S1 of the cement mortar layer to the area S2 occupied by the foam particles is 3.5-4.5: 1, guarantee to generate heat preservation ceramic tile and spread structure intensity can not excessively reduce when having better heat preservation effect. The heat-insulating tile paving structure has the characteristics of high heat-insulating efficiency, low cost and moderate strength.)
技术领域
本发明涉及瓷砖铺贴技术领域，尤其涉及一种发热保温瓷砖铺贴结构及其制备方法。
背景技术
传统的水暖或电暖方式中，地面上加铺的瓷砖都是被动发热，由瓷砖及其背后的发热线缆、聚氨酯保温材料制成，最后采用胶水封装；若聚氨酯材料需要较好的保温效果，其厚度和密度都要适中，对品质的要求较高，则制作成本也会相对增加；且由于需要在发热材料上铺设水泥，水泥的保温效能较差，大量的热能将会被损耗，发热瓷砖发热后的保温效果较低。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种发热保温瓷砖铺贴结构及其制备方法，旨在改善现有的发热瓷砖制作成本高，且保温效果较差的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种发热保温瓷砖铺贴结构，包括从上至下依次设置的瓷砖层、发热层、绝缘保护层、保温层、瓷砖胶层和水泥砂浆层；
所述水泥砂浆层由水泥砂浆及弥散分布在所述水泥砂浆中的泡沫粒子组成，相邻的所述泡沫粒子之间的间距为8～12cm，在同一横截面内，所述水泥砂浆层的面积S1：所述泡沫粒子的面积S2＝3.5-4.5：1。
本方案中取消了聚氨酯保温层，采用了蜂窝纸和无机纤维作为保温层，蜂窝纸的来源广泛，实现了蜂窝纸的废物利用，降低了生产成本。为了改善发热保温瓷砖铺贴结构的保温效果，本方案将常规的混凝土基层替换成了保温效果较好的水泥砂浆层，水泥砂浆层由水泥砂浆和泡沫粒子组成，由于增加有泡沫粒子，因此，水泥砂浆层的保温效果得以加强，而为了保持发热保温瓷砖铺贴结构的强度，本方案的泡沫粒子在水泥砂浆中弥散分布，即泡沫粒子之间不发生聚集，每个泡沫粒子之间的间距为8-12cm，且在同一横截面内，水泥砂浆层的整体面积S1与泡沫粒子占据的面积S2之比为3.5-4.5：1，如此，可保证发热保温瓷砖铺贴结构在具有较好保温效果的同时强度不会过度降低。
优选地，所述泡沫粒子的直径为3-5mm，所述泡沫粒子为聚丙烯塑料发泡材料、聚醚砜树脂或聚亚苯基砜树脂。本方案中的泡沫粒子粒径不能过大，由于泡沫粒子本身的强度非常低，粒径过大时容易降低水泥砂浆层的整体强度，最底层的水泥砂浆层不能承担过大的压力，导致发热保温瓷砖铺贴结构铺贴完成后使用寿命较短。泡沫粒子具体为聚丙烯塑料发泡材料，其内部有较多气体，具有比重轻，耐温能力强和缓冲性能好的优点，可承受-40℃～110℃的温度，满足发热保温瓷砖铺贴结构的所有使用场景，在其他实施例中还选用其他的耐高温发泡材料，如聚醚砜树脂或聚亚苯基砜树脂等。
优选地，所述水泥砂浆层的厚度δ1：所述发热保温瓷砖铺贴结构总厚度δ2＝1：3-5cm。由于水泥砂浆层为发热保温瓷砖铺贴结构的主要层结构之一，起到了保温和支撑作用，因此限定其厚度在上述比例范围内，可以保证发热保温瓷砖铺贴结构具有较长的使用寿命，保温效果较好。
优选地，所述水泥砂浆按质量百分比包括：水泥74-76％、玻化微珠9-11％、空心玻璃微珠4-6％、漂珠7-9％和助剂2-3％；
所述玻化微珠的粒径为0.5-1.5mm。
水泥砂浆也并非常规的水泥砂浆，而是由水泥、玻化微珠、空心玻璃微珠和漂珠共同制得，由于玻化微珠、空心玻璃微珠和漂珠具有不同的密度和粒径，其中玻化微珠的密度为80～120kg/m3，粒径为3-5mm；空心玻璃微珠的粒径为10-125μm；漂珠为粉煤灰漂珠，其密度为1.07～2.4g/cm3，粒径为58-150μm，上述原料可以进一步改善水泥砂浆层的保温效果和强度，水泥可为硅酸盐水泥或铝酸盐水泥等，助剂包括消泡剂、减水剂等，依据水泥砂浆的所需性能适应性调整。
优选地，所述空心玻璃微珠在真密度为0.40g/cm3时，其耐压强度为28MPa。空心玻璃微珠在这一限定条件时，本方案中的发热保温瓷砖铺贴结构可以达到最佳的强度和保温效果。
优选地，所述水泥砂浆层的密度为1890-1910Kg/m3。通过上述方案制得的水泥砂浆层密度可控制在1890-1910Kg/m3范围内，保温效果较佳，除可维持较为适宜的强度范围外，还具有重量较轻的特点。
优选地，所述发热层由所述瓷砖层内侧印刷电阻条形成，且所述发热层的厚度为0.5mm。本方案中的发热层未采用现有的发热电缆或石墨烯发热膜，而是在瓷砖的内侧开设凹槽，并在凹槽内印刷电阻条，实现较好的发热效果，且不需要使用较多发热材料，进一步降低了生产成本。
优选地，所述保温层由蜂窝纸及填充在蜂窝纸空隙中的无机纤维组成，所述保温层的厚度为2-6mm；
所述瓷砖胶层厚度为2-6mm。
优选地，所述绝缘保护层为丙烯酸漆层，所述绝缘保护层的厚度为1mm。丙烯酸漆层除具有较好的绝缘效果外，还具有较好的耐疲劳性和隔水效果，避免内部的发热层直接暴露在水泥砂浆上，影响发热效果。
本发明还提出一种上述任一项所述的发热保温瓷砖铺贴结构的制备方法，包括如下步骤：
S1.地面清洁，检测后确定所述发热保温瓷砖铺贴结构的安装位置；
S2.按质量百分比，将水泥、玻化微珠、空心玻璃微珠、漂珠和助剂混合后搅匀，再与泡沫粒子混合后分散，铺设水泥砂浆层；
S3.在瓷砖层的内侧印刷电阻条得到发热层，再喷涂绝缘保护层；
S4.在绝缘保护层内侧粘贴蜂窝纸，之后在蜂窝纸的空隙处填充无机纤维，得到保温层；
S5.在保温层内侧涂刷瓷砖胶层，铺贴至水泥砂浆层上方。采用上述制备工艺使各层之间紧密结合，进一步延长使用寿命。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：本方案中的发热保温瓷砖铺贴结构通过内部的电阻条实现发热，采用蜂窝纸和无机纤维组成的保温层替代现有的聚氨酯保温层，较大的降低了生产成本，且改变了原有水泥砂浆的具体组成，由水泥砂浆和泡沫粒子组成，泡沫粒子在水泥砂浆中弥散分布不发生聚集，每个泡沫粒子之间的间距为8-12cm，且在同一横截面内，水泥砂浆层的整体面积S1与泡沫粒子占据的面积S2之比为3.5-4.5：1，如此，可保证发热保温瓷砖铺贴结构在具有较好保温效果的同时强度不会过度降低。使发热保温瓷砖铺贴结构具有保温效率高、成本低、强度适中的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请提供的发热保温瓷砖铺贴结构的结构示意图。
附图中：1-瓷砖层、2-发热层、3-绝缘保护层、4-保温层、5-瓷砖胶层、6-水泥砂浆层、61-泡沫粒子。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中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的一部分实施例，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作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。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
一种发热保温瓷砖铺贴结构的制备方法，包括如下步骤：
S1.地面清洁，检测后确定发热保温瓷砖铺贴结构的安装位置；
S2.按质量百分比，将水泥74-76％、玻化微珠9-11％、空心玻璃微珠4-6％、漂珠7-9％和助剂2-3％混合后搅匀，所述玻化微珠的粒径为0.5-1.5mm，玻化微珠的密度为80～120kg/m3；空心玻璃微珠的粒径为3-5mm；漂珠为粉煤灰漂珠，其密度为1.07～2.4g/cm3，粒径为58-150μm；再将上述混合体与泡沫粒子61混合后分散，水泥砂浆层6由水泥砂浆及弥散分布在所述水泥砂浆中的泡沫粒子61组成，相邻的所述泡沫粒子61之间的间距为8-12cm，在同一横截面内，所述水泥砂浆层6的面积S1：所述泡沫粒子61的面积S2＝3.5-4.5：1，泡沫粒子61的直径为3-5mm，空心玻璃微珠在真密度为0.40g/m3时，其耐压强度为28MPa；
铺设水泥砂浆层6，水泥砂浆层6的密度为1890-1910Kg/m3，水泥砂浆层6的厚度δ1：发热保温瓷砖铺贴结构总厚度δ2＝1：3-5cm；
S3.在瓷砖层1的内侧印刷电阻条得到发热层2，发热层2的厚度为0.5mm，再喷涂绝缘保护层3，绝缘保护层3的厚度为1mm；
S4.在绝缘保护层3内侧粘贴蜂窝纸，之后在蜂窝纸的空隙处填充无机纤维，得到保温层4，保温层4的厚度为2-6mm；
S5.在保温层4内侧涂刷瓷砖胶层5，铺贴至水泥砂浆层6上方。
制得的发热保温瓷砖铺贴结构，包括从上至下依次设置的瓷砖层1、发热层2、绝缘保护层3、保温层4、瓷砖胶层5和水泥砂浆层6。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种发热保温瓷砖铺贴结构的制备方法，包括如下步骤：
S1.地面清洁，检测后确定发热保温瓷砖铺贴结构的安装位置；
S2.按质量百分比，将水泥75％、玻化微珠10％、空心玻璃微珠5％、漂珠8％和助剂2％混合后搅匀，所述玻化微珠的粒径为1.3mm，玻化微珠的密度为80kg/m3；空心玻璃微珠的粒径为3.5cm；漂珠为粉煤灰漂珠，其密度为1.6g/cm3，粒径为107μm；再将上述混合体与聚丙烯塑料发泡材料泡沫粒子61混合后利用搅拌器分散，水泥砂浆层6由水泥砂浆及弥散分布在所述水泥砂浆中的泡沫粒子61组成，相邻的所述泡沫粒子61之间的间距为9cm，在同一横截面内，所述水泥砂浆层6的面积S1：所述泡沫粒子61的面积S2＝4.2：1，泡沫粒子61的直径为5mm；
铺设水泥砂浆层6，水泥砂浆层6的厚度δ1：发热保温瓷砖铺贴结构总厚度δ2＝1：4cm；
S3.在瓷砖层1的内侧印刷电阻条得到发热层2，发热层2的厚度为0.5mm，再喷涂绝缘保护层3，绝缘保护层3的厚度为1mm；
S4.在绝缘保护层3内侧粘贴蜂窝纸，之后在蜂窝纸的空隙处填充无机纤维，得到保温层4，保温层4的厚度为4.5mm；
S5.在保温层4内侧涂刷瓷砖胶层5，铺贴至水泥砂浆层6上方。
制得的发热保温瓷砖铺贴结构，包括从上至下依次设置的瓷砖层1、发热层2、绝缘保护层3、保温层4、瓷砖胶层5和水泥砂浆层6。
实施例2
一种发热保温瓷砖铺贴结构的制备方法，包括如下步骤：
S1.地面清洁，检测后确定发热保温瓷砖铺贴结构的安装位置；
S2.按质量百分比，将水泥74％、玻化微珠11％、空心玻璃微珠4％、漂珠8％和助剂3％混合后搅匀，所述玻化微珠的粒径为0.9mm，玻化微珠的密度为120g/m3；空心玻璃微珠的粒径为4mm；漂珠为粉煤灰漂珠，其密度为2.3g/cm3，粒径为78μm；再将上述混合体与聚丙烯塑料发泡材料泡沫粒子61混合后利用搅拌器分散，水泥砂浆层6由水泥砂浆及弥散分布在所述水泥砂浆中的泡沫粒子61组成，相邻的所述泡沫粒子61之间的间距为11cm，在同一横截面内，所述水泥砂浆层6的面积S1：所述泡沫粒子61的面积S2＝3.6：1，泡沫粒子61的直径为4mm；
铺设水泥砂浆层6，水泥砂浆层6的厚度δ1：发热保温瓷砖铺贴结构总厚度δ2＝1：3cm；
S3.在瓷砖层1的内侧印刷电阻条得到发热层2，发热层2的厚度为0.5mm，再喷涂绝缘保护层3，绝缘保护层3的厚度为1mm；
S4.在绝缘保护层3内侧粘贴蜂窝纸，之后在蜂窝纸的空隙处填充无机纤维，得到保温层4，保温层4的厚度为3mm；
S5.在保温层4内侧涂刷瓷砖胶层5，铺贴至水泥砂浆层6上方。
制得的发热保温瓷砖铺贴结构，包括从上至下依次设置的瓷砖层1、发热层2、绝缘保护层3、保温层4、瓷砖胶层5和水泥砂浆层6。
实施例3
一种发热保温瓷砖铺贴结构的制备方法，包括如下步骤：
S1.地面清洁，检测后确定发热保温瓷砖铺贴结构的安装位置；
S2.按质量百分比，将水泥76％、玻化微珠9％、空心玻璃微珠4％、漂珠9％和助剂2％混合后搅匀，所述玻化微珠的粒径为0.5mm，玻化微珠的密度为100g/m3；空心玻璃微珠的粒径为5mm；漂珠为粉煤灰漂珠，其密度为1.1g/m3，粒径为150μm；再将上述混合体与聚丙烯塑料发泡材料泡沫粒子61混合后利用搅拌器分散，水泥砂浆层6由水泥砂浆及弥散分布在所述水泥砂浆中的泡沫粒子61组成，相邻的所述泡沫粒子61之间的间距为8cm，在同一横截面内，所述水泥砂浆层6的面积S1：所述泡沫粒子61的面积S2＝4：1，泡沫粒子61的直径为3mm；
铺设水泥砂浆层6，水泥砂浆层6的厚度δ1：发热保温瓷砖铺贴结构总厚度δ2＝1：5cm；
S3.在瓷砖层1的内侧印刷电阻条得到发热层2，发热层2的厚度为0.5mm，再喷涂绝缘保护层3，绝缘保护层3的厚度为1mm；
S4.在绝缘保护层3内侧粘贴蜂窝纸，之后在蜂窝纸的空隙处填充无机纤维，得到保温层4，保温层4的厚度为5.5mm；
S5.在保温层4内侧涂刷瓷砖胶层5，铺贴至水泥砂浆层6上方。
制得的发热保温瓷砖铺贴结构，包括从上至下依次设置的瓷砖层1、发热层2、绝缘保护层3、保温层4、瓷砖胶层5和水泥砂浆层6。
对比例1
本对比例中各项条件与实施例1相同，不同之处在于：本对比例的水泥砂浆和聚丙烯塑料发泡材料泡沫粒子61混合时手动搅拌分散，部分泡沫粒子61聚集在一起。
对比例2
本对比例中各项条件与实施例3相同，不同之处在于：本对比例在同一横截面内，所述水泥砂浆层6的面积S1：所述泡沫粒子61的面积S2＝5.6:1。
对比例3
本对比例中各项条件与实施例3相同，不同之处在于：本对比例在同一横截面内，所述水泥砂浆层6的面积S1：所述泡沫粒子的面积S2＝2.2：1。
对比例4
本对比例中各项条件与实施例3相同，不同之处在于：本对比例的泡沫粒子61的直径为2mm。
对比例5
本对比例中各项条件与实施例3相同，不同之处在于：本对比例的泡沫粒子61的直径为6mm。
对比例6
本对比例中各项条件与实施例3相同，不同之处在于：本实施例使用的水泥砂浆由水泥和砂组成，且水泥：砂的质量比＝1:3。
实施例4
本对比例中各项条件与实施例3相同，不同之处在于：本实施例使用的空心玻璃微珠在真密度为0.40g/m3时，其耐压强度为28MPa。
将实施例1-4和对比例1-6进行性能测试，测试结果如下表：
表1性能测试结果
从表1的测试结果可以看出，本发明的发热保温瓷砖铺贴结构较于未限定泡沫粒子61的分布形态和直径时，其保温效果和强度将会出现较大程度的降低；除此之外，本方案中水泥砂浆的特殊组成使得发热保温瓷砖铺贴结构的保温效果和强度进一步改善。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
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