CN103382093B - 导电混凝土块、导电混凝土块的制备方法及成型模具 - Google Patents

导电混凝土块、导电混凝土块的制备方法及成型模具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及导电混凝土块、导电混凝土块的制备方法及成型模具，其中，该导电混凝土块包括一本体料、两块分别位于本体料两侧的低欧姆值极芯料，在两极芯料上分别设有一极芯筒，由于本体料与极芯料的欧姆值不同，因此，当通电以后，会在本体料与极芯料相接处放电，确保极芯筒不直接短路放电的状态，以延长使用寿命。而制备前述导电混凝土块的方法则是设计分隔装置，其区隔成本体料区及极芯料区，以供不同欧姆值的原料填入，取出该分隔装置，再对原料高压挤压，即可制成所述的导电混凝土块。

Description

导电混凝土块、导电混凝土块的制备方法及成型模具
技术领域
本发明属于混凝土制品及其制备方法领域，尤指一种掺有石墨的导电混凝土块及制备方法。
背景技术
为了制造一种具有优良的导电性，并且可提高强度的掺石墨的导电混凝土，本案申请人曾经申请并核准“一种掺石墨的导电混凝土的制备方法”(专利申请号200510064446.1)，该制备方法是提供一种湿法高压挤压成型制作工艺，主要原料为普通硅酸盐水泥、水、砂细骨料、碎石或卵石粗骨料，再将配合料搅拌均匀加入成型模具，并埋入极芯筒之后，进行高压挤压，将其中的水挤压滤出，再进行脱模、养护。
虽然上述制备方法可以制造高强度且导电性佳的导电混凝土，但是由于通电使用时会在金属极芯筒直接短路放电，产生阻抗而升温，导致金属极芯筒与导电混凝土的接合程度下降而烧毁，影响其使用寿命。此外，原来的制备方法是将极芯筒单独埋入之后，再进行高压挤压等作业，极芯筒无任何支撑力，在挤压过程中容易歪斜，不利于电极的安装。
发明内容
为了改善上述制备方法的缺点，本发明的主要目的在于提供一种在使用时可降低极芯筒温度，延长使用寿命的导电混凝土块，及其制备方法、成型模具。
为了达到上述目的，本发明的主要技术手段在于提供一种导电混凝土块，主要原料包含普通硅酸盐水泥、水、砂细骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末状石墨或碳粉等导电材料，该导电混凝土块包括一本体料、两块位于本体料两侧并且欧姆值低于本体料的极芯料，另外在两极芯料上分别设置一极芯筒。
本发明另外提供一种导电混凝土块的制备方法，原料及其配比类似于现有掺石墨的导电混凝土，主要原料包含普通硅酸盐水泥、水、砂细骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末状石墨或碳粉等导电材料，其制备方法首先将至少两个极芯筒定位在一成型模具的一底模上，在成型模具内放置一个至少分隔成三个区域的分隔装置，将含有不同欧姆值配比的配合料搅拌均匀后，分别填入分隔装置的不同区域内，取出分隔装置之后，再进行高压挤压，将其中的水分由成型模具的底模滤出，直至无滤水排出为止，再撤除高压，进行脱模、养护。
本发明又提供一种制备导电混凝土块的成型模具，包括一底模、一模框、一顶板，该底模上分布有多个透水孔，该底模上至少设有两个向上突出的固定椿，另设一可拆卸地设置在底模上的分隔装置，所述的分隔装置至少区分成三个区域，包括位于中间的本体料区，以及两侧的极芯料区，所述的固定椿相应位于极芯料区内。
实施上述技术手段之后，本发明可获得的效益为：
1.由于本发明具有不同欧姆值的本体料及极芯料，通电之后，会在两材料相接处放电，以确保极芯筒处不会升温太高而损坏，改善现有技术的极芯筒与导电混凝土接合程度因为短路放电而下降的缺点，将本发明与先前技术成品作通电测试，比较极芯筒与周围导电混凝土的温度差及功率，检测结果显示，因为阻抗的关系，通电发热后先前技术没有极芯料的极芯筒温度会比有极芯料的温度高出大约10℃，时间越长，极芯筒与导电混凝土的接合不断受到破坏，电阻不断增大，功率不断的下降，直到无法使用。但有极芯料的通电测试，初期大部分会因为总体温度升高，密度增大，电阻下降，功率会有一定程度的增加，然后处于稳定状态，根据通电试验结果，没有极芯料的极芯损坏率非常高，而有极芯料的基本没有极芯损坏的情形发生，因此，本发明具有延长使用寿命的效果。
2.由于极芯筒是预先定位在成型模具的底模固定椿上，因此不会因受到高压挤压而歪斜，可供电极顺利接合。
附图说明
图1为本发明的导电混凝土块立体示意图；
图2为本发明的导电混凝土块的平面剖面示意；
图3为本发明分隔装置的立体示意图；
图4为本发明另一种分隔装置的立体示意图；
图5为本发明制造过程中的平面组合剖面示意图；
图6为本发明底模的平面分解示意图；
图7为本发明以图5分隔装置制造出的导电混凝土块；
图8为本发明成型模具设置在机械模座上的成型示意图。
具体实施方式
以下配合附图及本发明的优选实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
如图1、2所示，本发明所提供的导电混凝土块10，主要原料包含普通硅酸盐水泥、水、砂细骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末状石墨或碳粉等导电材料，该导电混凝土块10包括一本体料11、两块位于本体料11两侧的低欧姆值极芯料12，在两极芯料12上分别埋设一极芯筒13，以供电极插接，该极芯筒13外周围为非光面圆形，以与极芯料12紧密结合，其优选为螺纹状、锯齿状。该极芯料12的欧姆值低于本体料11，以达到低欧姆高导电率的效果，其是利用石墨的含量控制欧姆值，例如控制本体料11的欧姆值为20～50欧姆，而极芯料12的欧姆值为1～10欧姆。由于本体料11与极芯料12的欧姆值不同，因此，当通电以后，电流由极芯筒13流向极芯料12，然后在本体料11与极芯料12相接处放电，以确保极芯筒13处不会直接短路放电升温太高而损坏，达到延长使用寿命的目的。
将上述包括本体料11及极芯料12两种不同欧姆值的本发明导电混凝土块，与先前技术导电混凝土块通电测试，以比较极芯筒与周围导电混凝土的温度差及功率，分别作通电1小时、12小时、24小时、48小时检测，检测结果显示：
因为阻抗的关系，通电发热后先前技术(对比例)没有极芯料的极芯筒温度会比有极芯料的温度高出大约10℃，时间越长，极芯筒与导电混凝土的接合不断受到破坏，电阻不断增大，功率不断的下降，直到无法使用。但有极芯料(本例)的通电测试，大部分初期会因为总体温度升高，密度增大，电阻会有一定程度的下降，功率会有一定程度的增加，然后处于稳定状态。由测试可知，本发明确实可达到降低极芯筒温度，减少阻抗，延长使用寿命的目的。
优选的，本发明进一步在本体料11上设有一容置槽110，以放置一温度控制器，该温度控制器为温度控制装置，当温度达到温控器的设定温度时，温控器会自动断电，然后当温度下降到温控器的复位温度时，温控器会恢复供电再加热，可以达到控制温度的目的，而该容置槽110的设计，可以使温度控制器大部份埋设于导电混凝土块当中，以利于固定温度控制器并减少整体体积，利于包装及使用。
上述为本发明所提供的导电混凝土块，制造该混凝土块有很多方法，不论以何种制备方法，只要制造出本发明的导电混凝土块，均属本发明的范围。以下首先举其中一模框内下料的制备方法：
取一成型模具；
将至少两极芯筒固定在成型模具的底模上，极芯筒的数量根据预计制造的导电混凝土块数量而定；
在成型模具内放置一个如图3所示至少分隔成三个区域的分隔装置20，将主要原料为普通硅酸盐水泥、水、砂细骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末石墨的混凝土原料，和含有不同欧姆值配比的配合料搅拌均匀后，分别填入分隔装置20的不同区域内，将高欧姆值的本体料填置于中间区域，而低欧姆值的极芯料填置于本体料的两侧；
取出分隔装置20之后，再进行高压挤压，将其中的水分由成型模具的底模滤出，直至无滤水排出为止；
撤除高压，之后再进行脱模、养护。
由于通过分隔装置20可以将含有不同欧姆值配比的原料填置在预设的区域内，因此，成型之后，即可得含有不同欧姆值的本体料及极芯料的导电混凝土块。并且，由于极芯筒预先固定在底模上，因此，在高压挤压的过程中，极芯筒仍可以定位而不歪斜，而方便电极的安装。
除了上述模框内下料的制备方法，此外，尚有模框外下料的方法：
取一成型模具；
将至少两极芯筒固定在成型模具的底模上，极芯筒的数量根据预计制造的导电混凝土块数量而定；
在底模上放置一个如图3所示至少分隔成三个区域的分隔装置20；
将主要原料为普通硅酸盐水泥、水、砂细骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末石墨的混凝土原料，和含有不同欧姆值配比的配合料搅拌均匀后，分别填入分隔装置20的不同区域内，将高欧姆值的本体料填置在中间区域，而低欧姆值的极芯料填置在本体料的两侧；
取出分隔装置20之后，将填好料的底模放入成型模具的一模框内；
进行高压挤压，将其中的水分由成型模具的底模滤出，直至无滤水排出为止；
撤除高压，进行脱模、养护。
上述制备方法及所使用的成型模具进一步说明如后：
如图5所示，所述的成型模具30包括一底模31、一可覆盖于底模31周围的模框32、一匹配设置在模框32上方的顶板33、以及一如图3所述的分隔装置20。其中，该分隔装置20为一上下穿透的框架，至少区分成三个区域，包括位于中间的本体料区21，以及位于本体料区21两侧的极芯料区22，分隔装置20的顶部另设有一握持部23，以方便握持拿取。而所述的底模31顶部至少设有两个突出的固定椿314，以供所述的极芯筒13套置定位，在两固定椿314之间设有一突出的凸块315，该凸块315及固定椿314相应位于分隔装置20的本体料区21、极芯料区22范围内，另外在底模31上布设有多个透水孔316，以供高压挤压时，将水分滤出。将具有不同欧姆值的本体料及极芯料分别填置在分隔装置20的本体料区21及极芯料区22，而后取出分隔装置20，即可将顶板33覆盖于原料顶面，并向下施压，将水分由各透水孔316排出。而待脱模之后，极芯筒13即预埋固定在导电混凝土块上，并且同时通过凸块315形成图1所示的容置槽110，待养护一段时间即为导电混凝土块成品。该成品可以与电极以及其他组件组装成发热产品。而根据发热产品需要，制造不同大小的导电混凝土块，如图3所示的分隔装置20可以制造一个或者两个导电混凝土块，当预计制造一个成品时，预先固定两支极芯筒即可；当预计制造两个成品时，预先固定四支极芯筒，待养护完成之后裁切成两个。
为了方便脱模，进一步将底模31优化设计，如图6所示，底模31为双层设计，包括一下底模310、一上底模311，所述的固定椿314及凸块315固定在下底模310顶部，而上底模311匹配设有供固定椿314、凸块315穿置的穿孔317、318，上、下底模311、310组合之后，固定椿314及凸块315即突出于顶面，而下底模310及上底模311上设有下、上对合的透水孔316，通过上、下底模311、310的设计，脱模时，先通过上底模311的阻挡，将下底模310往外抽出，使凸块315及固定椿314脱离成品，成品即有一点松动，以方便与上底模311脱离。
该底模上的透水孔直径为2～10mm，另外在上底模311上方可放置一滤水网312，其网目为100～300目，在挤压过程中可阻挡料，仅供水分滤出。
如图4所示，为另一种分隔装置20A，其包括五个下料空间，自其中一侧开始依序为极芯料区22A、本体料区21A、极芯料区220A、本体料区21A、极芯料区22A，其中，位于中间极芯料区220A的宽度大于位于外侧的极芯料区22A的宽度，优选为2倍宽度，在外侧的两极芯料区22A内分别固定四支极芯筒，而位于中间芯料区220A则固定八支极芯筒，以此分隔装置20A制成的导电混凝土块10A如图7所示，成型之后再分割成八小片导电混凝土块，以提高制作效率。
又如前述图5所示，成型模具设置在一平面模座40上，由上方施压时，顶板33会往下挤压混凝土原料；如图8所示，则是将成型模具设置在一机械模座50上，而顶板33抵压模框32的顶缘，当由上方施压于顶板33时，连同模框32以及内部的原料一起向下位移而将水分压出。
以上所述仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以优选实施例披露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，应当可以利用上述揭示的技术内容作出些许改变或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种导电混凝土块，主要原料包含普通硅酸盐水泥、水、砂细骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末状石墨或碳粉导电材料，其特征在于：该导电混凝土块包括一本体料、两块位于本体料两侧并且欧姆值低于本体料的极芯料，另外在两极芯料上分别设置一极芯筒。
2.如权利要求1所述的导电混凝土块，其特征在于：本体料上设有一凹槽。
3.如权利要求1或2所述的导电混凝土块，其特征在于：本体料为矩形，所述的二极芯料分别设置在本体料的两相对侧。
4.一种如权利要求1所述的导电混凝土块的制备方法，其特征在于：首先将至少两个极芯筒定位在一成型模具的一底模上，在成型模具内放置一个至少分隔成三个区域的分隔装置，将含有不同欧姆值配比的配合料搅拌均匀后，分别填入分隔装置的不同区域内，取出分隔装置之后，再进行高压挤压，将其中的水分由成型模具的底模滤出，直至无滤水排出为止，再撤除高压，进行脱模、养护。
5.一种如权利要求1所述的导电混凝土块的制备方法，其特征在于：首先将至少两个极芯筒定位在一成型模具的一底模上，在底模上放置一个至少分隔成三个区域的分隔装置，将含有不同欧姆值配比的配合料搅拌均匀后，分别填入分隔装置的不同区域内，取出分隔装置之后，将填好料的底模放入成型模具内，再进行高压挤压，将其中的水分由成型模具的底模滤出，直至无滤水排出为止，再撤除高压，进行脱模、养护。
6.一种制备如权利要求1所述的导电混凝土块的成型模具，包括一底模、一模框、一顶板，该底模上分布有多个透水孔，其特征在于：该底模上至少设有两个向上突出的固定椿，另设一可拆卸地设置在底模上的分隔装置，所述的分隔装置至少区分成三个区域，包括位于中间的本体料区，以及两侧的极芯料区，所述的固定椿相应位于极芯料区内。
7.根据权利要求6所述的成型模具，其特征在于：所述的底模包括可拆卸的一上底模以及一下底模，上底模及下底模均设有透水孔，而所述的固定椿设在下底模上，并穿出于上底模的顶面。
8.根据权利要求7所述的成型模具，其特征在于：该下底模上设一相应位于本体料区范围内的凸块，该凸块并且穿出于上底模的顶面。
9.根据权利要求6～8其中任一项所述的成型模具，其特征在于：该底模上的透水孔直径为2～10mm，在底模的上方铺设一100～300目的滤水网。
10.根据权利要求9所述的成型模具，其特征在于：所述的分隔装置区隔成五个区域，由其中一侧开始依序为极芯料区、本体料区、极芯料区、本体料区、极芯料区，该位于中间的极芯料区的宽度大于两侧极芯料区的宽度。
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