CN104556897A - 彩色导电混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种彩色导电混凝土及其制备方法。所述彩色导电混凝土，以每立方米所述彩色导电混凝土计，包括如下原料：石墨11-86kg、颜料10-64kg、水泥905-1067kg、砂850-1003kg、水194-362kg、减水剂0-19kg,其中，所述石墨在水、水泥和砂总重量中的占比为0.5-4.0％。所述彩色导电混凝土，按照一定配比添加石墨和颜料，制备得到的彩色导电混凝土兼具优良的导电性能和色彩，在提供混凝土导电和强度性能的同时，满足人们的审美要求。

Description

彩色导电混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别是涉及一种彩色导电混凝土及其制备方法。

背景技术

由水泥、骨料和水按一定比例拌合而成的普通混凝土材料具有较高的电阻率，属于不良导体。当在混凝土中掺入适量的石墨，则可使混凝土的导电性能大为改善，从而使其不仅可作为结构材料使用，还可在电力工业、防静电、电磁防护、接地工程、建筑采暖、道路除冰、阴极保护等诸多领域发挥重要作用。

但随着导电混凝土的应用日益广泛，人们对导电混凝土的外观要求也越来越高。传统石墨导电混凝土较为昏暗和单一的颜色已不能满足人们的审美要求。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种彩色导电混凝土及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种彩色导电混凝土，以每立方米所述彩色导电混凝土计，包括如下原料：

其中，所述石墨在水、水泥和砂总重量中的占比为0.5-4.0％。

在其中一个实施例中，以每立方米所述彩色导电混凝土计，包括如下原料：

其中，所述石墨在水、水泥和砂总重量中的占比为0.5-2.0％。

在其中一个实施例中，所述石墨具有如下特征：粒径小于1.5μm的石墨的重量占比为90％，灰分不大于1.0％，水分含量不大于0.5％，PH值6-7。

在其中一个实施例中，所述石墨为超微粉碎后的石墨。将石墨进行超微粉碎，可提高石墨的分散性，便于在混凝土体系中的均匀分散。

在其中一个实施例中，所述颜料为无机颜料。

在其中一个实施例中，所述无机颜料为氧化铁颜料、氧化铬颜料、二氧化锰颜料、钴蓝颜料、群青蓝颜料中的任一种。

在其中一个实施例中，所述彩色导电混凝土的水灰比为0.2-0.4。优选为水灰比0.2-0.3。

在其中一个实施例中，所述水泥为白色硅酸盐水泥，强度等级大于或等于42.5，白度大于87。

在其中一个实施例中，所述减水剂为聚羧酸减水剂。

本发明还提供上述的彩色导电混凝土的制备方法，包括如下步骤：

将所述石墨、颜料和砂混合后，加入所述水泥和水，拌合，加入或不加入所述减水剂混合，经成型、养护工序后，即得所述彩色导电混凝土。

本发明的原理及优点如下：

本发明所述彩色导电混凝土，以石墨作为导电材料，加入颜料进行调色，在研究过程中发现，石墨的添加量对颜料的显色具有较为关键的影响。为使颜料能够显现所需颜色，需合理控制所述彩色导电混凝土中，石墨在水、水泥和砂总重量中的占比(即掺量)为0.5-4.0％，如石墨的用量过多，即使进一步增加颜料的用量，所得混凝土也无法显现颜料的颜色，达不到制备彩色导电混凝土的目的；如石墨的用量过少，则导电性能不理想。当进一步控制所述彩色导电混凝土中石墨的掺量为0.5-2.0％，在保证导电性能优良的同时，还可以使所述彩色导电混凝土显现较为靓丽的色彩，满足客户的审美要求。

本发明所述石墨优选为具有如下特征的石墨：粒径小于1.5μm的石墨的重量占比为90％，灰分不大于1.0％，水分含量不大于0.5％，PH值6-7。该石墨具有优良的导电、润滑、吸附及催化性能，且分散性和可塑性高，一方面可以渗入混凝土基体空隙中，改善材料微结构，提高整体密实度，提高电阻率的稳定性；另一方面，易形成链式导电结构和隧道效应，提高混凝土整体导电性。由此，可使本发明所述彩色导电混凝土具有较好的流变性能，无需额外添加助剂，简化了制备方法，降低成本，同时，较少的掺量便可使混凝土具有较好的导电性能，减少石墨的用量，降低石墨对颜料显色的影响。

本发明采用的无机颜料，基本颜色包括红色、黄色、棕色、黑色、绿色和蓝色。其中红色、黄色、棕色和黑色是氧化铁颜料，绿色是氧化铬颜料，蓝色是钴蓝或群青蓝颜料。这些颜料具有稳定的化学组成和结构，不溶于水和稀酸，耐水泥、石灰和碱，具有卓越的颜色稳定性、耐光色牢度、耐候稳定性和耐化学性，可使制备得到的彩色导电混凝土具有如下特点：由于无机颜料自身较高的硬度、耐候稳定性和耐化学性，不会对彩色导电混凝土的强度性能和耐久性造成不良影响；较好的颜色稳定性和耐光色牢度，彩色导电混凝土的颜色可长久保持而无需特别维护；很少的掺量便可给予彩色导电混凝土不同的色彩，满足不同的外观颜色需要和审美要求。

本发明所述彩色导电混凝土需控制其水灰比为0.2-0.4，以此在获得导电性能和色彩的同时，保证体系的强度符合工程应用要求。

本发明所述彩色导电混凝土的制备方法，先将石墨、颜料和砂混合，利用颗粒度较大的砂将石墨和颜料打散，再加入水泥和水进行拌合，便于石墨和颜料在体系中的分散，进一步促进导电和显色性能。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述彩色导电混凝土，按照一定配比添加石墨和颜料，制备得到的彩色导电混凝土兼具优良的导电性能和色彩，在提供混凝土导电性能的同时，满足人们的审美要求。

本发明所述彩色导电混凝土，在实现功能的前提下，石墨和颜料的掺量均控制在较少的范围，在普通混凝土的基础上增加的成本不多，具有较高的性价比。

本发明所述彩色导电混凝土应用广泛，可用于静电防护、电磁波屏蔽、电采暖地面、融雪化冰和接地等工程，尤其是对导电混凝土有外观要求的工程。

本发明所述彩色导电混凝土的制备方法，操作简单，便于工业应用，且通过调整投料顺序，促进石墨和颜料在体系中的分散，进一步提高导电和显色性能。

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明所述彩色导电混凝土及其制备方法作进一步说明。

实施例所述石墨具有如下特征：粒径小于1.5μm的石墨的重量占比为90％，灰分不大于1.0％，水分含量不大于0.5％，PH值6-7。购自上海惠港石墨有限公司，型号为F-00；

所述水泥为白色硅酸盐水泥，强度等级大于或等于42.5，白度大于87，购自飞燕牌425白水泥；

所述颜料为无机颜料，具体为氧化铁红和氧化铁黄，购自拜耳乐公司，型号为4100氧化铁红和4905氧化铁黄；

所述聚羧酸减水剂，购自江苏苏博特新材料股份有限公司，型号为PCA-I。

实施例

实施例1-12为本发明所述彩色导电混凝土，以每立方米所述彩色导电混凝土计，包括如下原料(表1)：

表1

上述彩色导电混凝土的灰砂比均为1:1。

上述彩色导电混凝土的制备方法，包括如下步骤：

将所述石墨、颜料和砂混合后，逐量加入所述水泥和水拌合，加入或不加入所述减水剂，混合，经成型、养护工序后，即得所述彩色导电混凝土。

养护28天后，上述彩色导电混凝土的性能测试结果如表2所示：

表2

由表1和表2可知：在相同颜料用量下，随着石墨掺量的增加，其导电性能逐步提高，颜色则由浅至深，而抗压强度有所下降，但在水灰比0.2-0.4的条件下，仍保持较高强度，符合技术标准和一般工程应用要求；在相同石墨掺量下，随着颜料的增加，颜色由灰沉变得明显；在相同石墨掺量下，随着水灰比的提高，抗压强度降低，而颜色则变化不大。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种彩色导电混凝土，其特征在于，以每立方米所述彩色导电混凝土计，包括如下原料：

其中，所述石墨在水、水泥和砂总重量中的占比为0.5-4.0％。

2.根据权利要求1所述彩色导电混凝土，其特征在于，以每立方米所述彩色导电混凝土计，包括如下原料：

其中，所述石墨在水、水泥和砂总重量中的占比为0.5-2.0％。

3.根据权利要求1或2所述的彩色导电混凝土，其特征在于，所述石墨具有如下特征：粒径小于1.5μm的石墨的重量占比为90％，灰分不大于1.0％，水分含量不大于0.5％，PH值6-7。

4.根据权利要求1或2所述的彩色导电混凝土，其特征在于，所述石墨为超微粉碎后的石墨。

5.根据权利要求1或2所述的彩色导电混凝土，其特征在于，所述颜料为无机颜料。

6.根据权利要求5所述的彩色导电混凝土，其特征在于，所述无机颜料为氧化铁颜料、氧化铬颜料、二氧化锰颜料、钴蓝颜料、群青蓝颜料中的任一种。

7.根据权利要求1或2所述的彩色导电混凝土，其特征在于，所述彩色导电混凝土的水灰比为0.2-0.4。

8.根据权利要求1或2所述的彩色导电混凝土，其特征在于，所述水泥为白色硅酸盐水泥，强度等级大于或等于42.5，白度大于87。

9.根据权利要求1或2所述的彩色导电混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。

10.权利要求1-9任一项所述的彩色导电混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述石墨、颜料和砂混合后，加入所述水泥和水，拌合，加入或不加入所述减水剂混合，经成型、养护工序后，即得所述彩色导电混凝土。