电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土及制备方法技术

本发明专利技术属于防雷材料领域，具体涉及一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土及所用的助剂及其制备方法。本发明专利技术采用如下的技术方案：组分按重量份为：水泥80～150份，砂90～180份，碳纤维10～40份、助剂5～20份；本发明专利技术可以提高基础导电性，基础接地良好，利于雷电流的泄放，雷电流在基础体内平衡分布，不产生局部冲击，因此基础寿命长，防雷效果好，整体强度高、抗震抗扭曲。可用于制作电塔、桥梁、铁路、高铁、机场、信号塔、烟囱等设施设备的防雷基础，应用范围广泛。

Lightning-proof concrete for electric power, traffic, communication, aviation and other facilities and its preparation method

The invention belongs to the field of lightning protection materials, in particular to a lightning protection concrete which can be widely used in electric power, traffic, communication, aviation and other facilities, and the auxiliary used and the preparation method thereof. The invention adopts the following technical schemes: 80-150 portions of cement, 90-180 portions of sand, 10-40 portions of carbon fibers and 5-20 portions of additives by weight; the invention can improve the basic conductivity, good foundation grounding, conducive to the discharge of lightning current, balanced distribution of lightning current in the body of the foundation, without local impact, therefore, the foundation can be improved. The foundation has long service life, good lightning protection effect, high overall strength, anti-seismic and anti-distortion. It can be used to make lightning protection foundation of electric towers, bridges, railways, high-speed railway, airports, signal towers, chimneys and other facilities, and has a wide range of applications.

【技术实现步骤摘要】
电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土及制备方法
本专利技术属于防雷材料领域，具体涉及一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷基础、防雷混凝土及所用的助剂及其制备方法。可用于制作电塔、桥梁、铁路、高铁、机场、信号塔、烟囱等设施设备的防雷基础。
技术介绍
电力、交通、航空、通讯、建筑等基础设施大多容易遭受雷电灾害。比如电力设施中的电塔、电杆、路灯，交通设施中的桥梁、铁路、特别是高铁，通讯设施中的信号塔、发射塔、天线，建筑设施中的烟囱，这些设施设备多设置在旷野中且高度很高，极易遭受雷击。例如：2009年3月5日，深圳机场遭雷击致使68架次航班延误，共19个进出港航班受到延误，经济损失达6600万元；2007年7月14日，江西省上饶市戈阳县电力部门由雷电灾害所致直接经济损失1300万元，间接经济损失2000万元；2006年5月4日，山东省淄博市恒台县博汇集团电厂变电站遭雷击，4#35KV变压器受击起火，击毁一套瓷瓶套管，此次雷宰造成经济损失2070万元。仅1997年至2008年10余年间，中国因雷击造成直接经济损失在100万以上的安全事故就有390多起，每年因雷击造成人员伤亡上千人。雷电灾害已经成为中国最严重的自然灾害之一。基础是指建构筑物地面以下的承重结构，大多由混凝土制成，其作用是承受建构筑物上部结构传下来的荷载，并把它们连同自重一起传给地基。基础可以具有导电性，制成基础接地体，为了提高基础接地体的导电性通常使用大量钢筋和水分来提高导电性。具体施工中，混凝土浇灌前，各钢筋之间必须构成电气连接，主要是作为接地体的桩筋与承台的连接，选定作为引下线和均压环屏蔽网的梁柱筋驳接处必须作牢固的焊接，使之成为可靠的电气通道。其有如下不足，其一是在潮湿多雨的南方，钢筋的锈蚀，水泥浇注时的振动，使钢筋连接处成为不良接触，使应该作为防雷接地系统的各部分钢筋连接体未能形成良好的电气通路，不利于雷电流的泄放；其次，在选作接地装置的桩、梁、柱筋的连接，各接口的过渡电阻值不同，影响了雷电流的平衡分布；其三，因为雷电冲击连接点的可能性是不均匀的，而每次雷电流的冲击结果，已经使建筑物经历了一次局部的灾害，无论是墙柱体爆裂，或者是连接处周边产生的强烈电磁感应，对人体或设备的损害，特别是对电力、交通、通讯、航空等设施和现在所称的“智能大厦”，其危害是显然的。中国地处温带和亚热带地区，雷暴活动十分频繁，雷电灾害是中国最严重的自然灾害之一，具有发生频次高、突发性强、危害严重、范围广、社会影响大的特点。雷电灾害对中国社会公共安全和人民生命财产安全形成了巨大威胁，做好防雷减灾工作，不仅是安全生产不可缺少的重要环节，也是关注民生所不可缺少的重要方面。现有技术忽视了雷击对基础、混凝土的破坏。能够多次承受雷击把雷电流泄放的基础、混凝土尚未见到。
技术实现思路
为了解决上述不足，本专利技术提供一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土及所用的助剂及制备方法，可以提高基础导电性，基础接地良好，利于雷电流的泄放，雷电流在基础体内平衡分布，不产生局部冲击，因此基础寿命长，防雷效果好，整体强度高、抗震抗扭曲。本专利技术的另一目的是提供一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷基础及所用的助剂及制备方法。本专利技术的另一目的是提供一种提高混凝土强度和导电性能的助剂及制备方法。为了实现本专利技术的专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土，按重量份组分为：水泥80～150份，砂90～180份，碳纤维10～40份、助剂5～20份；所述助剂为：石墨烯5-15份、3,6-二羟基邻苯二甲腈5-20份、硫酸锌3-15份、石墨粉5～20份。优选的，所述助剂中还可以含有三聚氰酸三烯丙酯、二氧化钛、壳聚糖中的一种或多种。上述一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土的制备方法是：1：制备防雷助剂：按组方配比选取各组分，先将石墨烯、3,6-二羟基邻苯二甲腈加入反应釜中搅拌均匀，然后在搅拌中加入石墨粉至混合均匀，加入硫酸锌混合均匀，控制反应釜的温度15-50℃，然后加入其余组分混合均匀即可。2：制备防雷混凝土：按组方配比选取各组分，将防雷助剂和碳纤维混合后，和水泥、砂、水混合均匀制成砂浆即可。上述助剂也可以按照上述工艺单独制备、包装，得到产品，使用时，根据具体需要和水泥、砂、混凝土添加剂制备防雷混凝土、防雷基础。一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷基础，采用金属构件和上述防雷混凝土制成，优选的金属为钢构件，再优选的金属为铜构件。一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷基础的制备方法为：首先按照上述防雷混凝土的制备工艺制得混凝土，其次将金属构件置入基础坑中，将防雷混凝土浇灌入基础坑，待混凝土凝固即可。本申请中：3,6-二羟基邻苯二甲腈，英文名3,6-Dihydroxyphthalonitrile，别称2,3-二氰基对苯二酚，化学式C8H4N2O2，分子量160.13，CAS登录号4733-50-0，卡其色至深棕色粉末，溶于热水。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨粉质软，黑灰色；有油腻感，硬度为1～2，是最耐温的矿物之一，常作为耐磨润滑材料，具有优异的导电性能，但是其硬度低和润滑特性，用于混凝土基础时减弱混凝土强度和对结构件的粘合强度，导致混凝土易破裂，固定不牢靠等，而3,6-二羟基邻苯二甲腈可以解决石墨烯、石墨粉的上述弊端，使混凝土和碳纤维、石墨烯、石墨粉、金属构件结合更紧密牢固，电阻更小且均匀分布、雷电流的泄放性能更好，且受力时微粒间不易发生滑移松散开裂，基础的强度更高。硫酸锌为无色或白色结晶、颗粒或粉末，无气味，在0－39℃范围内与水相平衡的稳定水合物为七水硫酸锌，39－60℃内为6水硫酸锌，可以提高混凝土导电能力，但其易吸湿成水合物，从而影响产品的保质期，本助剂的制备工艺可以减缓硫酸锌水合吸湿，防止助剂成品吸湿潮解结团。本专利技术的有益效果：1.防雷基础中通常大量使用钢筋，本专利技术提供的产品可以防止钢筋锈蚀，提高混凝土和钢筋的结合强度，降低结合处的电阻值，减小钢筋和混凝土的电阻差，从而避免雷电流在局部积累、产生发热、爆裂等破坏。钢筋的电气连接也不会因雷击遭到破坏，因此防雷基础的寿命更长。导电金属之间无需电气连接。2.石墨材料使混凝土的流动性更好，在施工浇筑过程中，无需强烈捣振，因此不会因为捣振而破坏钢筋的电气连接，且施工速度更快，不受低温的影响。本专利技术组方使混凝土凝固后和石墨材料结合紧密，强度更高。3.防雷基础结构紧密和碳纤维的结合强度高，使基础整体具有更优异的强度和韧性，抗震抗扭曲性能更好，几乎不受温差变化的影响，热胀冷缩的变化小。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土，按重量份组分为：水泥90份，砂150份，碳纤维15份、助剂7份；所述助剂为：石墨烯13份、3,6-二羟基邻苯二甲腈18份、硫酸锌4份、石墨粉18份。制备方法是：1：制备防雷助剂：按组方配比选取各组分，先将石墨烯、3,6-二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土，其特征在于按重量份组分为：水泥80～150份，砂90～180份，碳纤维10～40份、助剂5～20份。

【技术特征摘要】
1.一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土，其特征在于按重量份组分为：水泥80～150份，砂90～180份，碳纤维10～40份、助剂5～20份。2.根据权利要求1所述的一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土，其特征在于按重量份组分为：水泥80～150份，砂90～180份，碳纤维10～40份、助剂5～20份；所述助剂为：石墨烯5-15份、3,6-二羟基邻苯二甲腈5-20份、硫酸锌3-15份、石墨粉5～20份。3.根据权利要求1、2所述的一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土，，其特征在于所述助剂中还可以含有三聚氰酸三烯丙酯、二氧化钛、壳聚糖中的一种或多种。4.根据权利要求1-3所述的一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土，其特征是采用如下方法制备的：1：制备防雷助剂：按组方配比选取各组分，先将石墨烯、3,6-二羟基邻苯二甲腈加入反应釜中搅拌均匀，然后在搅拌中加入石墨粉至混合均匀，加入硫酸锌混合均匀，控制反应釜的温度15-50℃，然后加入其余组分混合均匀即可；2：制备防雷混凝土：按组方配比选取各组分，将防雷助剂和碳纤维混合后，和水泥、砂、水混合均匀制成砂浆即可。5.根据权利要求1-4所述的一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土，其特征在于按重量份组分为：水泥80～150份，砂90～180份，碳纤维10～40份、助剂5～20份；所述助剂为：石墨烯5-15份、3,6-二羟基邻苯二甲腈5-20份、硫酸锌3-15份、石墨粉5～20份；制备方法为：1：制备防雷助剂：按组方配比选取各组分，先将石墨烯、3,6-二羟基邻苯二甲腈加入反应釜中搅拌均匀，然后在搅拌中加入石墨粉至混合均匀，加入硫酸锌混合均匀，控制反应釜的温度15-50℃，然后加入其余组分混合均匀即可；2：制备防雷混凝土：按组方配比选取各组分，将防雷助剂和碳纤维混合后，和水泥、砂、水混合均匀制成砂浆即可。6.根据权利要求1-5所述的一种可广泛用于电力、交通、通讯、航空等设施的防雷混凝土，其特征在于按重量份由以下组分组成：水泥90份，砂150份，碳纤维15份、助剂7份；所述助剂为：石墨烯13份、3,6-二羟基邻苯二甲腈18份、硫酸锌4份、石墨粉18份；制备方法是：1：制备防雷助剂：按组方配比选取各组分，先将石墨烯、3,6-二羟基邻苯二甲腈加入反应釜中搅拌均匀，然后在搅拌中加入石墨粉至混合均匀，加入硫酸锌混合均匀，控制反应釜的温度45℃，然后加入其余组分混合均匀即可；...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙慕荣，
申请(专利权)人：孙慕荣，
类型：发明
国别省市：安徽,34