[发明专利]一种杆塔接地用导电混凝土及其制备方法

说明书

本发明提供了一种杆塔接地用导电混凝土，由如下重量份的原料制成：水泥100～150份、集料100～150份、水50～120份、石墨40～65份、不锈钢纤维2～8份、聚苯胺/膨润土复合材料1～5份、助剂0.5～3份。本发明采用石墨和不锈钢纤维复配为主导电掺杂相，加入聚苯胺/膨润土复合材料和助剂，可有效提高导电混凝土的导电性能和机械强度，导电混凝土的电阻率≤0.015Ω·m，抗压强度在45～50MPa，抗折强度在6.5～7.5MPa。

技术领域

本发明涉及一种接地材料的制备方法，尤其涉及电力系统杆塔接地用导 电混凝土及其制备方法。

背景技术

随着电网建设规模的不断扩大和输电走廊的日渐紧张，在高土壤体积电 阻率(最高可达数千)的场所建设输电线路的情况变得常见。同时全国联网 战略实现过程中超/特高压输变电系统快速增加，电力输送容量增大，对于故 障电流的要求也相应增加。规范《GB50065-2011交流电气装置的接地设计规 范》要求最大接地电阻R≤2000/IG(IG为经接地网入地的最大接地故障不对 称电流有效值)，在高土壤体积电阻率、大电力输送容量的条件下，输电线 路接地规程不容易满足。在普通混凝土中添加一定量的导电组分可制成具有 导电性能的水泥基复合材料，水泥基导电复合材料既具有结构材料的特性， 又有导电材料的特性，能够与接地体表面和地层紧密结合，能显著地改善接 地网的接地效果。

导电混凝土是指由水泥、导电材料、集料、水以及其他添加剂等，按照 一定配比混合而成的复合材料。水泥基导电复合材料中添加的导电相材料主 要集中在碳系和金属系材料两方面。碳系导电相材料包括石墨，碳纤维，炭 黑等碳骨质材料,石墨烯等，金属系导电相研究主要集中在钢纤维以及以风淬 钢渣为代表的金属氧化物等材料。在所有的导电相材料中，石墨水泥基复合 材料成本最低，应用最为广泛，但相对于其他导电相材料，石墨对水泥基复 合材料导电性能改善效果并不优秀，同时石墨的添加还会在一定程度上降低水泥基复合材料的机械强度；炭黑对于水泥基复合材料导电性能的提升好于 石墨，但炭黑强度低，吸水性大，力学性能不够好；风淬钢渣的虽然能加强 水泥基复合材料的机械强度，但由于风淬钢渣中主要的导电成分FeO含量过 低(约为18％～30％)，导电性能太差；纤维类的碳纤维与钢纤维对于水泥基 导电复合材料的导电性改善效果最好，对于水泥基导电复合材料的机械强度 也有一定提升，但成本比较高，同时碳纤维在水泥基复合材料存在分散问题， 钢纤维在水泥基复合材料中会出现钝化问题，使水泥基复合材料体积电阻率 升高。近年来，在非极端(强酸，强碱)条件下导电性能比较稳定的不锈钢 材料越来越多地在接地工程中使用，作为一种不易被腐蚀的材料，不锈钢纤 维作为导电相材料克服了钢纤维易钝化的缺点，目前研究还较少。如专利号 为201110277851.7的耐腐蚀高强度导电混凝土及其制备方法，采用石墨和导 电纤维为导电填料，混凝土的导电性和耐腐蚀性都有所提高，但是其抗压强 度较低，导电性能还有待进一步提升。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种好、机械强度高的杆塔接地用导电 混凝土及其制备方法。

本发明目的的一个方面，是提供一种杆塔接地用导电混凝土，包括如下 重量份的原料：水泥100～150份、集料100～150份、水50～120份、石墨40～65 份、不锈钢纤维2～8份、聚苯胺/膨润土复合材料1～5份、助剂0.5～3份。

进一步地，本发明的杆塔接地用导电混凝土，包括如下重量份的原料： 水泥120～135份、集料120～135份、水80～100份、石墨50～58份、不锈钢纤 维4～6份、聚苯胺/膨润土复合材料2.5～4.2份、助剂1.5～2份。

进一步地，所述集料为砂或细石；和/或所述水泥采用P.O52.5普通硅酸 盐水泥具有抗压强度高，凝结时间早，可塑性强等特点，是工程建设领域较 为常用的凝胶材料。

进一步地，所述石墨为500目石墨粉，含碳量大于99％，具有较好的耐 酸碱性、抗氧化性以及化学惰性。