[发明专利]一种复合导电材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种复合导电材料的制备方法，本发明特征是在模具中撒布钢纤维，再将水泥石墨砂浆和高效减水剂按比例配制成的高流动性料浆注入模具中，经养护而成的一种新型导电建筑材料。本发明解决了现有技术所存在的工艺复杂、生产成本高及效率低的问题。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种复合导电材料的制备方法。

背景技术

水泥基复合材料作为最大宗的建筑材料，目前国内外对其进行导电性方面的改性方法主要有以下三种方法，即：以低掺量钢纤维和钢屑为导电相实现材料导电性能，这种方法是以传统的搅拌工艺成型复合材料，受搅拌工艺的限制钢纤维掺量很难超过1％。其最大的 缺点是材料导电性能(电阻率)的稳定性差，一般在一年后由于钢纤维和钢屑的锈蚀和氧化 钝化，其电阻率增大可达初始值得100倍以上，基本上失去了导电性能而不能继续使用。以 碳纤维为导电相实现材料导电性能，这种方法由于碳纤维的价格昂贵，使得这种方法的应用 十分不经济，因而影响了其大范围的使用。以石墨作为导电相实现材料导电性能；以低掺量钢纤维和钢屑为 导电相实现材料导电性能；以碳纤维为导电相实现材料导电性能。这三种方法均可以使复合 材料的电阻率降低到10Ω.m以下，一般可以满足导电性能的要求，但也均存在一定的缺点：以石墨作为导电相实现材料导电性能，这种方法由于石墨的掺入，材料的强度明显下降，一般在石墨掺量达到水泥重量的10％左右时，抗压强度损失会达90％以上，强度降低到10MPa以下，已不能满足结构受力要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用技术方案为：一种复合导电材料的制备方法，以钢纤维和石墨作为复合材料的导电相，采用高流动性水泥石墨砂 浆注浆成型工艺，该工艺可使钢纤维体积率高达15％以上，石墨掺量为水泥重量的10％以上。 高掺量的钢纤维和石墨在材料基体中共同形成导电网络，材料电阻率在5Ω.m之间，抗压强 度可达80MPa以上，抗折强度可达30MPa以上。

本发明的有益效果是：本复合材料具有较低的电阻率和优良的力学性能( 抗压强度在80MPa以上抗弯强度在30MPa以上)和良好的电阻率长期稳定性，2年以上电阻率无明显变化。生产方法简单易行，成本低，效率高，产品质量稳定, 经济实惠，给本发明带来了更好的工业应用前景。

具体实施方式

下列实施例将进一步说明本发明。

一种复合导电材料的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1.将长度30-35mm，长径比40-50的异形钢纤维均匀撒布于一定形状的模具内，钢 纤维体积率在15％-16％范围内。

步骤2.水泥柺珫硅灰砂浆制作

水泥采用42.5MPa硅酸盐水泥，石墨采用粉末石墨，细度200-250目，含碳量96％-98％，含硫量小于0.05％，含水率小于1％。砂子采用细砂，粒径125-150μm。胶砂比(水泥+石墨 +硅灰与砂子得重量比)为1∶1.25，水泥与硅灰的重量比为10∶1，水泥与石墨重量比为 10∶1。高效减水剂掺量为水泥+石墨+硅灰重量之和的1％。水胶比(拌合用水与水泥+石 墨+硅灰重量比)为0.38。将水泥石墨倒入砂浆搅拌机内搅拌30-60秒，然后将砂子倒入搅 拌机内搅拌30-60秒，将高效减水剂溶解于拌合水中徐徐倒入搅拌机内搅拌60秒。

步骤3.将步骤2制成的料浆注入步骤1已均匀撒布钢纤维的模具中，为使料浆能均匀地填 埋钢纤维层中，可使模具经适度振动。如制作的是构件，可置于温度20±2℃，相对湿度大 于90％的养护室内养护28天，拆模即可。如果现场制作，注浆成型后在表面覆盖一层塑料薄 膜进行养护至一定龄期即可。