一种具有融雪化冰功能的碳纤维导电混凝土的制备方法，属于混凝土技术领域，可广泛应用于桥面、机场跑道的混凝土道面工程施工。其原料组份包括水泥、短切碳纤维、掺合料、砂、石、水，水灰比为0.55～0.58，水泥、砂、石子分别占混凝土总质量的18%～25%、20%～45%、20%～45%，碳纤维长度7～13mm，为整个混凝土体积的0.6%～2.0%。在制备过程中，将混合好的水、掺合料倒入水泥砂浆中，然后均匀加入短切碳纤维，最后倒入石子制备成碳纤维导电混凝土。碳纤维可以在混凝土中均匀分散，制备成的碳纤维导电混凝土可以利用其电热效应融雪化冰。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于混凝土
，适用于桥面、机场跑道的混凝土道面工程施工。
技术介绍
在冬季，道路积雪结冰对交通运输产生了极为恶劣的影响。在清除道路积雪结冰的方法上，传统的方法是采用人工法和机械法。人工法费时费力，且不能及时的恢复交通；机械法虽然速度快，但是清除不彻底，且除冰机械的利用率低。此外，常用的方法还有化学融化法，如撒除冰盐法，但除冰盐会降低路面混凝土的耐久性。在普通混凝土中加入导电相材料制备成导电混凝土，利用导电混凝土的电热效应来融雪化冰可以作为解决道路积雪结冰问题的方法。比如加入导电相材料石墨、钢纤维等。但是石墨长径比过小，必须掺加量较多时才能在混凝土内形成相互连通的导电通路，这将会导致制备出的混凝土强度大幅降低，因此不能满足路用要求；加入一定量的钢纤维也可以明显降低混凝土的电阻率，但是钢纤维在水泥的碱性环境中会在其表面形成氧化层导致电阻率明显增大。碳纤维是一种高性能纤维，具有高强度、高模量、低密度、耐腐蚀等优良性能，将其作为导电相材料加入到普通混凝土中制备成碳纤维导电混凝土，既解决了导电材料因掺量过大导致混凝土强度降低的问题，也避免了导电材料因表面氧化使混凝土随着时间的延长电阻率增大的缺点。
技术实现思路
碳纤维表面具有疏水性，不易在混凝土中分散，导致制备出的混凝土电阻率较大，导电性较低。目前关于碳纤维导电混凝土常用的制备方法为先形成碳纤维分散水溶液，再加入水泥形成碳纤维水泥浆，最后加入砂石搅拌成碳纤维混凝土，或者在碳纤维分散水溶液中直接加入混凝土湿料，然后搅拌制备成碳纤维混凝土。但经专利技术人实践，这两种方法不能使碳纤维很好的在混凝 土中分散，制备出的碳纤维导电混凝土电阻率较大，导电性差。本专利技术的目的是提供，使碳纤维可以在混凝土中均匀分散，使导电混凝土的电阻率减小，导电性增强，提高了碳纤维的利用率。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案:，其特征在于:其原料组份包括水泥、短切碳纤维、掺合料、砂、石、水，其中水灰比为0.55 0.58，水泥、砂、石子分别占混凝土总质量的18% 25%、20% 45%、20% 45%，短切碳纤维长度为7 13mm，掺量按占碳纤维导电混凝土总体积的百分比计算，为整个混凝土体积的0.6% 2.0% ；所述的掺合料的重量不超过水泥重量的10%。所述的掺合料包括减水剂、分散剂、消泡剂，可以改善混凝土性能的材料。减水剂的掺量为胶凝材料质量的0.5% 2.0%，分散剂的掺量为胶凝材料质量的0.4% 0.8%，消泡剂的掺量约为整个混凝土体积的0.12% 0.15%。所述的砂是天然砂或人工砂，砂的粒径不大于5_，按干砂的用量计算，若采用的砂为湿砂,应将湿砂中水的重量计入水的用量中。所述的减水剂重量不包括减水剂中水的重量，如果减水剂含有水，计算时把其中的水折算到水的用量中。 所述的水应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-89的规定；，制作步骤包括如下:在水中加入掺合料，搅拌均匀，使掺合料完全溶于水，得到掺合料的水溶液；按照配合比将水泥、砂混合，搅拌均匀后，并加入上述掺合料的水溶液，搅拌成水泥砂浆后加入短切碳纤维，搅拌制备成碳纤维水泥砂浆，利用水泥砂浆的作用帮助碳纤维在浆体中的均匀分散；在碳纤维水泥砂浆中加入石子，搅拌3 5分钟后成型养护。 本专利技术的有益效果如下:该导电混凝土采用短切碳纤维作为导电相组分，与掺入石墨的混凝土相比，由于长径比大，避免了掺入过多导致强度下降；与掺入钢纤维的混凝土相比，由于碳纤维耐腐蚀，避免了后期混凝土由于导电相材料氧化导致混凝土电阻率增大的问题。通过改善碳纤维导电混凝土的制备过程，提高了碳纤维在混凝土中的分散性，使导电混凝土的电阻率减小，导电性增强，提高了碳纤维的利用率。在使用过程中通过对掺合料的添加量合理使用和优化，可提高碳纤维导电混凝土搅拌后的和易性，也有助于提高碳纤维导电混凝土的强度，并提高材料的经济性。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不限于以下实施例。技术方案实施例采用的以下典型的材料配合比如下(对比例1、2采用与实施例1相同的材料配合比):权利要求1.，其特征在于:其原料组份包括水泥、短切碳纤维、掺合料、砂、石、水，其中水灰比为0.55 0.58，水泥、砂、石子分别占混凝土总质量的18% 25%、20% 45%、20% 45%，短切碳纤维长度为7 13mm，掺量按占碳纤维导电混凝土总体积的百分比计算，为整个混凝土体积的0.6% 2.0% ； 制作步骤包括如下: 在水中加入掺合料，搅拌均匀，使掺合料完全溶于水，得到掺合料的水溶液；按照配合比将水泥、砂混合，搅拌均匀后，并加入上述掺合料的水溶液，搅拌成水泥砂浆后加入短切碳纤维，搅拌制备成碳纤维水泥砂浆，利用水泥砂浆的作用帮助碳纤维在浆体中的均匀分散；在碳纤维水泥砂浆中加入石子，搅拌3 5分钟后成型养护。2.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的掺合料的重量不超过水泥重量的10%。3.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的掺合料包括减水剂、分散剂、消泡剂，减水剂的掺量为胶凝材料质量的0.5% 2.0%，分散剂的掺量为胶凝材料质量的0.4% 0.8%，消泡剂的掺量约为整个混凝土体积的0.12% 0.15%。4.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的砂是天然砂或人工砂，砂的粒径不大于5_，按干砂的用量计算，若采用的砂为湿砂，应将湿砂中水的重量计入水的用量中。5.按照权利要求1的方法，其特征在 于，所述的减水剂重量不包括减水剂中水的重量，如果减水剂含有水，计算时把其中的水折算到水的用量中。全文摘要，属于混凝土
，可广泛应用于桥面、机场跑道的混凝土道面工程施工。其原料组份包括水泥、短切碳纤维、掺合料、砂、石、水，水灰比为0.55～0.58，水泥、砂、石子分别占混凝土总质量的18%～25%、20%～45%、20%～45%，碳纤维长度7～13mm，为整个混凝土体积的0.6%～2.0%。在制备过程中，将混合好的水、掺合料倒入水泥砂浆中，然后均匀加入短切碳纤维，最后倒入石子制备成碳纤维导电混凝土。碳纤维可以在混凝土中均匀分散，制备成的碳纤维导电混凝土可以利用其电热效应融雪化冰。文档编号C04B14/38GK103193421SQ201310078609公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月12日 优先权日2013年3月12日专利技术者刘岩, 邓宗才, 付建斐 申请人:北京中企卓创科技发展有限公司, 北京工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有融雪化冰功能的碳纤维导电混凝土的制备方法，其特征在于：其原料组份包括水泥、短切碳纤维、掺合料、砂、石、水，其中水灰比为0.55～0.58，水泥、砂、石子分别占混凝土总质量的18%～25%、20%～45%、20%～45%，短切碳纤维长度为7～13mm，掺量按占碳纤维导电混凝土总体积的百分比计算，为整个混凝土体积的0.6%～2.0%；制作步骤包括如下：在水中加入掺合料，搅拌均匀，使掺合料完全溶于水，得到掺合料的水溶液；按照配合比将水泥、砂混合，搅拌均匀后，并加入上述掺合料的水溶液，搅拌成水泥砂浆后加入短切碳纤维，搅拌制备成碳纤维水泥砂浆，利用水泥砂浆的作用帮助碳纤维在浆体中的均匀分散；在碳纤维水泥砂浆中加入石子，搅拌3～5分钟后成型养护。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘岩，邓宗才，付建斐，
申请(专利权)人：北京中企卓创科技发展有限公司，北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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