导电混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导电混凝土及其制备方法，该制备方法包括：将分散剂加入水中，得到分散剂水溶液；其中，分散剂包括硅烷偶联剂、聚乙烯醇或单宁酸中的任意一种；将炭黑加入所述分散剂水溶液中分散均匀，得到混合溶液；将水泥、炭黑、骨料、减水剂、水和所述混合溶液混合，得到混凝土混合料；将所述混凝土混合料搅拌均匀，得到导电混凝土。本发明专利技术提供的导电混凝土具有低阻尼、高导电性等功能特性，该导电混凝土可作为特种功能混凝土用于道路除冰、建筑采暖及损伤诊断等工程领域且制备材料价格低廉。暖及损伤诊断等工程领域且制备材料价格低廉。暖及损伤诊断等工程领域且制备材料价格低廉。

【技术实现步骤摘要】
导电混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料领域，尤其涉及一种导电混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]导电混凝土是一种新型的特种功能材料，它是由导电性材料部分或全部取代普通混凝土中的骨料，然后和胶凝材料、水、掺合料以一定的比例混合制作而得到的多相复合材料，具有符合规定的电性能和一定的力学性能。导电混凝土具备热和电的感知和转换能力，由分散在基体中的导电组分材料形成网络，通过隧道效应连接网络间的绝缘体而传导，使得其不仅能应用于传统的建筑材料领域，同时可作为特种功能混凝土用于道路除冰、建筑采暖以及损伤诊断等工程领域。
[0003]现有传统水泥混凝土的阻抗较高、电导率较低，导电混凝土应运而生，但是，目前导电混凝土的制备工艺还不够成熟，电阻率测试结果离散型较大，同时高掺量的导电相对导电混凝土的强度影响较大，影响混凝土材料的服役性能。如何提高导电混凝土导电性能和力学性能，以及造价普遍较高是目前限制其发展的主要问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有传统水泥混凝土高阻抗、低电导率特点，以及现有导电混凝土导电性能较低和制备成本较高的问题，提供一种导电混凝土及其制备方法。
[0005]作为本专利技术的一个方面，提供了一种导电混凝土的制备方法，包括：
[0006]将分散剂加入水中，得到分散剂水溶液；其中，上述分散剂包括硅烷偶联剂、聚乙烯醇或单宁酸中的任意一种；
[0007]将炭黑加入上述分散剂水溶液中分散均匀，得到混合溶液；
[0008]将水泥、炭黑、骨料、减水剂、水和上述混合溶液混合，得到混凝土混合料；
[0009]将上述混凝土混合料搅拌均匀，得到导电混凝土。
[0010]根据本专利技术的实施例，每立方米上述导电混凝土中，
[0011]上述水泥的质量为200kg至800kg；
[0012]上述骨料的质量为800kg至2000kg。
[0013]根据本专利技术的实施例，
[0014]上述分散剂水溶液与上述水泥的质量比为[0.01～0.1]∶1，例如可以为：0.01∶1、0.02∶1、0.03∶1、0.04∶1、0.05∶1、0.06∶1、0.07∶1、0.08∶1、0.09∶1、或0.1∶1；
[0015]上述炭黑与上述水泥的质量比为[0.05～0.35]∶1，例如可以为∶0.05∶1、0.1∶1、0.15∶1、0.2∶1、0.25∶1、0.3∶1或0.35∶1；
[0016]上述水与上述水泥的质量比为[0.1～0.4]∶1；
[0017]上述减水剂与上述水泥的质量比为[0.001～0.008]∶1。
[0018]根据本专利技术的实施例，
[0019]上述分散剂水溶液中，上述分散剂的质量浓度为5％至20％，例如可以为：5％、
10％、15％或20％。
[0020]根据本专利技术的实施例，
[0021]上述炭黑的粒径为0.01μm至1μm，例如可以为：0.01μm、0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm或1μm；
[0022]上述炭黑的电阻率为0.5Ω
·
m至2.5Ω
·
m。
[0023]根据本专利技术的实施例，上述骨料包括砂与石子；
[0024]其中，上述砂占上述骨料的质量百分比为20％至60％；上述石子占上述骨料的质量百分比为40％至80％。
[0025]根据本专利技术的实施例，
[0026]上述水泥选自矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中的任一种或多种；
[0027]上述减水剂包括聚羧酸系减水剂；
[0028]上述聚羧酸系减水剂包括聚酯型聚羧酸减水剂、聚醚型聚羧酸减水剂和酰胺/亚酰胺型聚羧酸减水剂中的任一种。
[0029]根据本专利技术的实施例，上述制备方法还包括：
[0030]将上述导电混凝土注模成型；以及
[0031]对上述导电混凝土进行自然养护；其中，上述自然养护包括脱模养护或带模养护中的任一种。
[0032]根据本专利技术的实施例，上述混凝土混合料的搅拌时间为5分钟至15分钟。
[0033]作为本专利技术的另一个方面，还提供了一种导电混凝土，该导电混凝土通过上述的制备方法制备得到。
[0034]基于上述技术方案可知，本专利技术中的导电混凝土及其制备方法相对于现有技术至少具有如下有益效果之一：
[0035]1、本专利技术导电混凝土较传统混凝土材料具有低阻抗、高导电性等功能特性，利用分散剂水溶液可以有效地分散炭黑，分散的导电炭黑可以显著提高混凝土的导电性能，将导电混凝土的电阻率由104～107Ω
·
m降低到1～12Ω
·
m：
[0036]2、本专利技术通过调整单宁酸掺量与炭黑掺量，克服了炭黑混凝土会由于吸水性较强导致在相同液固比条件下混凝土无法成型的技术问题，且不会产生缓凝现象，拓展了分散剂的选用种类；
[0037]3、本专利技术提供的导电混凝土的制备方法简单，制备材料价格低廉，且掺量较低，降低了导电混凝土的生产成本；
[0038]4、本专利技术提供的导电混凝土可作为特种功能混凝土用于道路除冰、建筑采暖以及损伤诊断等工程领域，用于提升结构安全性、耐久性、适用性。
附图说明
[0039]图1为本实施例中，导电混凝土制备方法流程图；
[0040]图2为本实施例中不同质量浓度分散剂水溶液条件下导电混凝土的电阻率示意图；
[0041]图3为本实施例中不同炭黑掺量条件下导电混凝土的电阻率示意图；
[0042]图4为本实施例中，不同骨料用量条件下导电混凝土的电阻率示意图。
具体实施方式
[0043]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0044]本专利技术公开了导电混凝土的制备方法，包括：
[0045]将分散剂加入水中，得到分散剂水溶液；其中，所述分散剂包括硅烷偶联剂、聚乙烯醇或单宁酸中的任意一种；
[0046]将炭黑加入所述分散剂水溶液中分散均匀，得到混合溶液；
[0047]将水泥、炭黑、骨料、减水剂、水和所述混合溶液混合，得到混凝土混合料；
[0048]将所述混凝土混合料搅拌均匀，得到导电混凝土。
[0049]本专利技术的一些实施例中，每立方米所述导电混凝土中，
[0050]所述水泥的质量为200kg至800kg；
[0051]所述骨料的质量为800kg至2000kg。
[0052]本专利技术的一些实施例中，所述分散剂水溶液与所述水泥的质量比为[0.01～0.1]∶1，例如可以为：0.01∶1、0.02∶1、0.03∶1、0.04∶1、0.05∶1、0.06∶1、0.07∶1、0.08∶1、0.09∶1、或0.1∶1；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电混凝土的制备方法，其特征在于，包括：将分散剂加入水中，得到分散剂水溶液；其中，所述分散剂包括硅烷偶联剂、聚乙烯醇或单宁酸中的任意一种；将炭黑加入所述分散剂水溶液中分散均匀，得到混合溶液；将水泥、炭黑、骨料、减水剂、水和所述混合溶液混合，得到混凝土混合料；将所述混凝土混合料搅拌均匀，得到导电混凝土。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，每立方米所述导电混凝土中，所述水泥的质量为200kg至800kg；所述骨料的质量为800kg至2000kg。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂水溶液与所述水泥的质量比为[0.01～0.1]∶1；所述炭黑与所述水泥的质量比为[0.05～0.35]∶1；所述水与所述水泥的质量比为[0.1～0.4]∶1；所述减水剂与所述水泥的质量比为[0.001～0.008]∶1。4.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂水溶液中，所述分散剂的质量浓度为5％至20％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述炭黑的粒径为0.01μm至1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张津瑞，李明超，张梦溪，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：