[发明专利]耐腐蚀高强度导电混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种导电混凝土及其制备方法。

背景技术

 导电混凝土是指由凝胶材料（通常为水泥）、导电材料、介电骨料（也称为集料）、水以及其他外加剂等组分，按照一定的配合比混合而成的复合材料。目前制备导电混凝土常用的导电填料主要有石墨、碳纤维、钢纤维、钢渣（屑）、炭黑、金属及合金粉末等，除了碳纤维、钢纤维外，其余碳质导电介质均对混凝土的强度均有较大影响，而普通钢纤维、金属粉末等材料容易锈蚀，导致其导电性能和强度随着时间的延长而大幅下降。

石墨是良好的较易获取的无机材料，它不仅具有良好的导电性（含碳量大于80%，其电阻率通常不大于0.5Ω·cm）、导热性，还具有化学性质稳定、耐酸碱、抗氧化性好等优点。石墨粉末需要较高掺量才能使混凝土具有较强的导电性能，但混凝土的强度随着石墨粉的掺量增加而快速下降。当石墨掺量超过10%时，其抗压强度降低到10MPa以内。

利用普通钢纤维、钢渣（屑）、金属粉末等导电填料制备的导电混凝土，虽然可以得到导电性较强的导电混凝土，但其缺点是耐腐蚀性差，一般在一年以后，由于金属材料的锈蚀以及氧化，其电阻率可以增大到初始值的60倍以上，基本失去了导电性能，并且随着时间的不断延长，其导电性会进一步降低。因此普通钢纤维及金属粉末都不宜用作导电混凝土的导电介质。

要将导电混凝土应用到电力系统接地建设中，必须进一步降低其电阻率、提高其抗压强度以及抗腐蚀性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种耐腐蚀高强度导电混凝土及其制备方法，该导电混凝土电阻率低、导电性好，耐腐蚀，强度高。

本发明的耐腐蚀高强度导电混凝土，该混凝土按重量份计包括以下组分：

水泥          50~150份；

集料          50~150份；

石墨          5~90份；

导电纤维      1~30份；

水            40~180份。

进一步，所述混凝土按重量份计包括以下组分：

水泥          80~120份；

集料          80~120份；

石墨          15~60份；

导电纤维      5~20份；

水            70~150份。

进一步，所述混凝土的组分及重量份数为：

水泥          80~120份；

集料          80~120份；

石墨          15~60份；

导电纤维      5~20份；

水            70~150份；

硅微粉        5~15份；

分散剂        0.1~2份。

进一步，所述导电纤维为不锈钢纤维和碳纤维中的一种或两种；

进一步，所述导电纤维的直径为4~8微米，长度为3~6毫米；

进一步，所述集料为砂或/和石；

进一步，所述分散剂为有机磷酸盐类、聚羧酸类或纤维素类分散剂。

本发明的耐腐蚀高强度导电混凝土的制备方法，包括以下步骤：

1）将导电纤维置于水中充分搅拌；

2）在步骤1）得到的混合液中加入水泥和石墨，搅拌均匀；

3）在步骤2）得到的混合物中加入集料，搅拌均匀；

4）将步骤3）得到的水泥胶砂浇注成模；

5）脱模，养护至规定龄期，即制成导电混凝土。

进一步，所述步骤1）中，先在水中溶解分散剂，再将导电纤维置于水中充分搅拌；

进一步，所述步骤2）中，在步骤1）得到的混合液中还加入有硅微粉。

本发明的导电混凝土中，作为集料的砂、石优选河沙、石子，石墨和导电纤维作为导电填料，硅微粉起辅助增强与分散作用，分散剂对导电填料有分散、扩散作用；为了使导电填料，特别是导电纤维分散均匀、不团聚，优选方案为在导电混凝土中加入硅微粉和分散剂，且制备时，先在水中溶解分散剂，再将导电纤维置于水中充分搅拌，有利于导电纤维的均匀分散，能提高混凝土的导电性能和力学强度。