CN108004872B - 一种导电混凝土结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导电混凝土结构，包括导电混凝土本体、外接电源、与外接电源电连接的第一导电组件、第二导电组件，第一导电组件、第二导电组件分别贯穿布置于导电混凝土本体的内部的相对两侧；第一导电组件包括第一导电段、第二导电段、第三导电段，第二导电段的一端连接在第一导电段，第二导电段的另一端连接在第三导电上；第二导电组件包括第四导电段、第五导电段、第六导电段，第五导电段的一端连接在第四导电段，第五导电段的另一端连接在第六导电段上。本发明实施例提供的导电混凝土结构能够有效地保证导电混凝土在电极端接入电压低于安全电压的情况下，提高发热效率，从而有效地提高导电混凝土的融冰除雪效率，并保证行人的安全。

Description

一种导电混凝土结构

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，尤其是涉及一种导电混凝土结构。

背景技术

道路结冰不但给人民的出行带来较大影响，经常导致高速公路封路、机场停飞，并对交通安全构成威胁，因此，研究如何融冰除雪具有重要的现实意义。虽然融冰除雪的方法有很多，但是大多数都有严重的弊端，例如，化学融化法一般使用的都是含有NaCl的化学剂，其不但会造成钢筋的腐蚀，使路面结构的耐久性降低，而且还会破坏植被，污染环境；机械消除法的除雪机械会有一半以上的时间处于闲置状态，造成资源的浪费。

现有技术中，导电混凝土由于其融雪除冰效率高且不造成环境污染，有着广阔的发展前景。但是目前所采用导电混凝土的普遍不足就是发热的速率与接入的电压成正比，如果电极端接入的电压在人的安全电压(36V)之内，发热的速率过慢；如果电极端接入的电压过大，虽然可以提高发热速率，但是会威胁行人的安全，从而构成了安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供了一种导电混凝土结构，以解决现有的导电混凝土为了提高发热速率，需要加大电极端接入的电压，构成安全隐患的技术问题，以有效地保证导电混凝土在电极端接入电压低于安全电压的情况下，提高发热效率，从而有效地提高导电混凝土的融冰除雪效率，并保证行人的安全。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种导电混凝土结构，包括导电混凝土本体、外接电源、与所述外接电源的负极电连接的第一导电组件、及与所述外接电源的正极电连接的第二导电组件，所述第一导电组件、所述第二导电组件分别贯穿布置于所述导电混凝土本体的内部的相对两侧；

所述第一导电组件包括第一导电段、第二导电段、第三导电段，所述第二导电段的一端连接在所述第一导电段上，所述第二导电段的另一端连接在所述第三导电段上，所述第一导电段靠近所述导电混凝土本体的一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体的轴向延伸；

所述第二导电组件包括第四导电段、第五导电段、第六导电段，所述第五导电段的一端连接在所述第四导电段上，所述第五导电段的另一端连接在所述第六导电段上，所述第四导电段靠近所述导电混凝土本体的另一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体的轴向延伸；

所述第三导电段与所述第六导电段之间的距离小于所述第一导电段与所述第四导电段之间的距离。

作为优选方案，所述第一导电段与所述第四导电段平行，所述第三导电段与所述第六导电段平行。

作为优选方案，所述第二导电段与所述第一导电段垂直，所述第五导电段与所述第四导电段垂直。

作为优选方案，所述第二导电段的数量为至少一个，所述第五导电段的数量为至少一个。

作为优选方案，所述第一导电段、所述第二导电段、所述第三导电段、所述第四导电段、所述第五导电段、所述第六导电段均为不锈钢板。

作为优选方案，所述第一导电段、所述第二导电段、所述第三导电段、所述第四导电段、所述第五导电段、所述第六导电段上均设有多个通孔。

作为优选方案，所述第一导电段、所述第四导电段均为钢绞线。

作为优选方案，所述第一导电段、所述第四导电段均为钢筋。

作为优选方案，所述第一导电段的一端通过导线与所述外接电源的负极电连接，所述第四导电段的一端通过导线与所述外接电源的正极电连接。

相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，通过所述第一导电组件、所述第二导电组件与所述导电混凝土本体的相互结合，所述第三导电段与所述第六导电段之间的距离小于所述第一导电段与所述第四导电段之间的距离，能够有效地缩短所述导电混凝土本体两侧电极之间的间距，以减少所述导电混凝土本体的电阻率，从而增大所述导电混凝土本体的发热功率，进而使得所述外接电源通过所述第一导电组件和所述第二导电组件为所述混凝土本体提供低于36V的电压，即可实现所述导电混凝土本体的快速发热，在满足融冰除雪的要求的同时，有效地保证了行人的安全；此外，所述第一导电组件和所述第二导电组件大大增加了导电混凝土与电极之间的接触面积，从而有效地避免了导电混凝土与电极发生脱落现象。这样，相比于现有的导电混凝土，本实施例在电极端接入电压相同的情况下，所述导电混凝土本体结合所述第一导电组件和所述第二导电组件，能够有效地提高发热功率，使得所述导电混凝土快速发热，不仅能够保证行人的安全，还能融冰除雪和避免导电混凝土与电极发生脱落现象。

附图说明

图1是本发明实施例中的导电混凝土结构的结构示意图；

图2是本发明实施例中的第一导电段的结构示意图；

图3是本发明实施例中的第二导电段的结构示意图；

其中，10、第一导电组件；11、第一导电段；111、第一导电段的条形孔；112、第一导电段的圆孔；12、第二导电段；121、第二导电段的条形孔；13、第三导电段；20、第二导电组件；21、第四导电段；22、第五导电段；23、第六导电段；30、导电混凝土本体；40、外接电源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明优选实施例提供了一种导电混凝土结构，包括导电混凝土本体30、外接电源40、与所述外接电源40的负极电连接的第一导电组件10、及与所述外接电源40的正极电连接的第二导电组件20，所述第一导电组件10、所述第二导电组件20分别贯穿布置于所述导电混凝土本体30的内部的相对两侧；

所述第一导电组件10包括第一导电段11、第二导电段12、第三导电段13，所述第二导电段12的一端连接在所述第一导电段11上，所述第二导电段12的另一端连接在所述第三导电段13上，所述第一导电段11靠近所述导电混凝土本体30的一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体30的轴向延伸；

所述第二导电组件20包括第四导电段21、第五导电段22、第六导电段23，所述第五导电段22的一端连接在所述第四导电段21上，所述第五导电段22的另一端连接在所述第六导电段23上，所述第四导电段21靠近所述导电混凝土本体30的另一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体30的轴向延伸；

所述第三导电段13与所述第六导电段23之间的距离小于所述第一导电段11与所述第四导电段21之间的距离。

在本发明实施例中，通过所述第一导电组件10、所述第二导电组件20与所述导电混凝土本体30的相互结合，所述第三导电段13与所述第六导电段23之间的距离小于所述第一导电段11与所述第四导电段21之间的距离，能够有效地缩短所述导电混凝土本体30两侧电极之间的间距，以减少所述导电混凝土本体30的电阻率，从而增大所述导电混凝土本体30的发热功率，进而使得所述外接电源40通过所述第一导电组件10和所述第二导电组件20为所述混凝土本体30提供低于36V的电压，即可实现所述导电混凝土本体30的快速发热，在满足融冰除雪的要求的同时，有效地保证了行人的安全；此外，所述第一导电组件10和所述第二导电组件20大大增加了导电混凝土与电极之间的接触面积，从而有效地避免了导电混凝土与电极发生脱落现象。这样，相比于现有的导电混凝土本实施例在电极端接入电压相同的情况下，所述导电混凝土本体30结合所述第一导电组件10和所述第二导电组件20，能够有效地提高发热功率，使得所述导电混凝土快速发热，不仅能够保证行人的安全，还能融冰除雪和避免导电混凝土与电极发生脱落现象。

在本发明实施例中，应当说明的是，所述第一导电段11、所述第二导电段12、所述第三导电段13之间采用焊接方式固定为一体，相同的，所述第四导电段21、所述第五导电段22、所述第六导电段23之间采用焊接方式固定为一体，从而提高所述第一导电组件10、所述第二导电组件20的可靠性和牢固性，同时便于导电并降低了施工成本。

参见图1，在本发明实施例中，所述第一导电段11与所述第四导电段21平行，所述第三导电段13与所述第六导电段23平行。由于所述第一导电组件10、所述第二导电组件20分别贯穿布置于所述导电混凝土本体30的内部的相对两侧，且所述第一导电段11靠近所述导电混凝土本体30的一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体30的轴向延伸，以及所述第四导电段21靠近所述导电混凝土本体30的另一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体30的轴向延伸；所述第一导电段11与所述第四导电段21平行，所述第三导电段13与所述第六导电段23平行，使得所述第三导电段13与所述第六导电段23平行，从而使得所述第三导电段13的任一处与所述第六导电段23的任一处的距离相等，进而提高在所述第三导电段13和所述第六导电段23之间的导电混凝土的电流的均匀性，以使所述导电混凝土本体30的每一处发热均匀。

可以理解的，所述第一导电组件10的形状由所述第二导电段12的数量及其与所述第一导电段11、所述第三导电段13之间的连接方式而定，所述第一导电组件10的形状包括但不限于工字型、口字型、井字型；相同的，所述第二导电组件20的形状由所述第五导电段22的数量及其与所述第四导电段21、所述第六导电段23之间的连接方式而定，在此不做赘述。

参见图1，在本发明实施例中，所述第二导电段12与所述第一导电段11垂直，所述第五导电段22与所述第四导电段21垂直。所述第二导电段12作为所述第一导电段11和所述第三导电段13之间的导电载体，当所述第二导电段12与所述第一导电段11垂直时，所述第二导电段12的长度最短，从而降低了所述导电混凝土的工程成本造价，并且所述第二导电段12增加了所述导电混凝土本体30与电极之间的接触面积，从而有效地避免了导电混凝土与电极发生脱落现象。

相同的，所述第五导电段22作为所述第四导电段21和所述第六导电段23之间的导电载体，当所述第五导电段22与所述第四导电段21垂直时，所述第五导电段22的长度最短，从而降低了所述导电混凝土的工程成本造价，并且所述第五导电段22增加了所述导电混凝土本体30与电极之间的接触面积，从而有效地避免了导电混凝土与电极发生脱落现象。

参见图1，在本发明实施例中，可以理解的，所述第二导电段12的数量为至少一个，所述第五导电段22的数量为至少一个。在本实施例中，所述第二导电段12、所述第五导电段22的数量均为两个，两个所述第二导电段12分别靠近所述第一导电段11的两端设置，两个所述第五导电段22分别靠近所述第四导电段21的两端设置。

参见图1，在本发明实施例中，所述第一导电段11、所述第二导电段12、所述第三导电段13、所述第四导电段21、所述第五导电段22、所述第六导电段23均为不锈钢板。由于不锈钢板具有良好的耐腐蚀性、机械加工性，采用不锈钢作为电极，能够有效地提高所述导电混凝土结构的使用寿命。

参见图1至图3，在本发明实施例中，作为进一步的改进，所述第一导电段11、所述第二导电段12、所述第三导电段13、所述第四导电段21、所述第五导电段22、所述第六导电段23上均设有多个通孔，多个所述通孔有利于所述导电混凝土本体30在浇筑时，所述导电混凝土本体30与所述第一导电组件10、所述第二导电组件20之间的结合更为牢固，进而提高电极与混凝土之间的牢固性和可靠性。

在本实施例中，应当说明的是，所述第一导电段11、所述第三导电段13、所述第四导电段21、所述第六导电段23的长度与所述导电混凝土本体30的长度相同或相近，当所述第一导电段11、所述第二导电段12、所述第三导电段13、所述第四导电段21、所述第五导电段22、所述第六导电段23采用开孔不锈钢作为电极材料时，所述第一导电段11、所述第二导电段12、所述第三导电段13、所述第四导电段21、所述第五导电段22、所述第六导电段23的尺寸根据所述导电混凝土本体30所需凝固形成的混凝土块的大小而定，多个所述开孔根据接触电阻及电阻率的需要而定，以所述第一导电段11和第二导电段12为例，如图2和图3所示，所述第一导电段11上可设有多个圆孔和条形孔，所述第二导电段12上可设有条形孔，所述第一导电段的圆孔112、所述第一导电段的条形孔111、所述第二导电段的条形孔121均根据实际施工或实验需要而定。

在本发明实施例中，所述第一导电段11、所述第四导电段21均为钢绞线。可以理解的，当所述第一导电段11、所述第四导电段21采用钢绞线制成电极时，所述钢绞线不仅能够导电，而且能够在制作所述导电混凝土本体30时施加预应力。具体的，在浇筑混凝土形成所述导电混凝土本体30时，所述钢绞线的两端通过锚具固定连接在所述导电混凝土本体30纵向延伸方向的两端上，从而增大所述导电混凝土本体30的抗压强度，同时还可以有效减缓所述导电混凝土本体30由于发热不均而导致产生裂缝，不但能满足所述导电混凝土结构的导电发热的要求，同时也能满足所述导电混凝土结构运用于高强度混凝土的要求，从而增大了所述导电混凝土结构的应用范围和可靠性。

在本发明实施例中，作为进一步的改进，所述第一导电段11、所述第四导电段21均为钢筋。当所述第一导电段11、所述第四导电段21采用钢筋制成电极时，所述钢筋不仅能够导电，而且能够在所述导电混凝土本体30制成后施加预应力。具体的，所述钢筋的两端可作为电极与所述外接电源40的连接部，通过螺母进行固定。所述导电混凝土本体30通过所述钢筋施加预应力，能够能大幅度减少由于导电混凝土发热不均匀而导致产生裂缝，同时也能满足所述导电混凝土结构运用于高强度混凝土的要求，从而增大了所述导电混凝土结构的应用范围和可靠性。

在本发明实施例中，所述第一导电段11的一端通过导线与所述外接电源40的负极电连接，所述第四导电段21的一端通过导线与所述外接电源40的正极电连接。所述外接电源40为所述导电混凝土本体30提供电源，以使所述导电混凝土本体30产生热量，由于所述第一导电组件10、所述第二导电组件20分别贯穿布置于所述导电混凝土本体30的内部的相对两侧，且所述第一导电段11靠近所述导电混凝土本体30的一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体30的轴向延伸，以及所述第四导电段21靠近所述导电混凝土本体30的另一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体30的轴向延伸；所述导电混凝土本体30具有导电功能，布置于所述导电混凝土本体30两侧的所述第一导电组件10和所述第二导电组件20能够使得电流流经极大部分的所述导电混凝土本体30，使得所述导电混凝土本体30在外加电源作用下产生焦耳效应并放出热量，从而满足满足融冰除雪的要求。

综上，本发明提供了一种导电混凝土结构，包括导电混凝土本体30、外接电源40、与所述外接电源40的负极电连接的第一导电组件10、及与所述外接电源40的正极电连接的第二导电组件20，所述第一导电组件10、所述第二导电组件20分别贯穿布置于所述导电混凝土本体30的内部的相对两侧；所述第一导电组件10包括第一导电段11、第二导电段12、第三导电段13，所述第二导电段12的一端连接在所述第一导电段11上，所述第二导电段12的另一端连接在所述第三导电段13上，所述第一导电段11靠近所述导电混凝土本体30的一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体30的轴向延伸；所述第二导电组件20包括第四导电段21、第五导电段22、第六导电段23，所述第五导电段22的一端连接在所述第四导电段21上，所述第五导电段22的另一端连接在所述第六导电段23上，所述第四导电段21靠近所述导电混凝土本体30的另一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体30的轴向延伸；所述第三导电段13与所述第六导电段23之间的距离小于所述第一导电段11与所述第四导电段21之间的距离。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1)通过所述第一导电组件10、所述第二导电组件20与所述导电混凝土本体30的相互结合，所述第三导电段13与所述第六导电段23之间的距离小于所述第一导电段11与所述第四导电段21之间的距离，能够有效地缩短所述导电混凝土本体30两侧电极之间的间距，以减少所述导电混凝土本体30的电阻率，从而增大所述导电混凝土本体30的发热功率，进而使得所述外接电源40通过所述第一导电组件10和所述第二导电组件20提供低于36V的电压，即可实现所述导电混凝土本体30的快速发热，在满足融冰除雪的要求的同时，有效地保证了行人的安全；当本实施例用于制作较大的导电混凝土块时，对实际工程的施工有着重要意义。

(2)所述第一导电组件10和所述第二导电组件20大大增加了导电混凝土与电极之间的接触面积，从而有效地避免了导电混凝土与电极发生脱落现象。

(3)相比于现有的导电混凝土，本实施例在电极端接入电压相同的情况下，由于所述导电混凝土本体30的发热功率为P＝IU＝I²R，所述第一导电组件10和多数第二导电组件20采用复合电极的形式，能够使得所述导电混凝土本体30的电阻率减小，电流增大，从而增大发热功率，因此，所述电源输出低于36V安全电压的发热电压也可快速发热，并保证了行人的安全。

(4)当所述第一导电组件10和所述第二导电组件20均采用开孔不锈钢板时，多个所述通孔有利于所述导电混凝土本体30在浇筑时，所述导电混凝土本体30与所述第一导电组件10、所述第二导电组件20之间的结合更为牢固，进而提高电极与混凝土之间的牢固性和可靠性。

(5)所述导电混凝土本体两侧的电极均采用焊接方式固定为一体，从而提高了电极与混凝土之间的牢固性和可靠性，同时降低了施工成本。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种导电混凝土结构，其特征在于，包括导电混凝土本体、外接电源、与所述外接电源的负极电连接的第一导电组件、及与所述外接电源的正极电连接的第二导电组件，所述第一导电组件、所述第二导电组件分别贯穿布置于所述导电混凝土本体的内部的相对两侧；

所述第一导电组件包括第一导电段、第二导电段、第三导电段，所述第二导电段的一端连接在所述第一导电段上，所述第二导电段的另一端连接在所述第三导电段上，所述第一导电段靠近所述导电混凝土本体的一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体的轴向延伸；

所述第二导电组件包括第四导电段、第五导电段、第六导电段，所述第五导电段的一端连接在所述第四导电段上，所述第五导电段的另一端连接在所述第六导电段上，所述第四导电段靠近所述导电混凝土本体的另一侧的边缘设置并沿所述导电混凝土本体的轴向延伸；

所述第三导电段与所述第六导电段之间的距离小于所述第一导电段与所述第四导电段之间的距离。

2.如权利要求1所述的导电混凝土结构，其特征在于，所述第一导电段与所述第四导电段平行，所述第三导电段与所述第六导电段平行。

3.如权利要求1或2所述的导电混凝土结构，其特征在于，所述第二导电段与所述第一导电段垂直，所述第五导电段与所述第四导电段垂直。

4.如权利要求1或2所述的导电混凝土结构，其特征在于，所述第二导电段的数量为至少一个，所述第五导电段的数量为至少一个。

5.如权利要求1所述的导电混凝土结构，其特征在于，所述第一导电段、所述第二导电段、所述第三导电段、所述第四导电段、所述第五导电段、所述第六导电段均为不锈钢板。

6.如权利要求5所述的导电混凝土结构，其特征在于，所述第一导电段、所述第二导电段、所述第三导电段、所述第四导电段、所述第五导电段、所述第六导电段上均设有多个通孔。

7.如权利要求1所述的导电混凝土结构，其特征在于，所述第一导电段、所述第四导电段均为钢绞线。

8.如权利要求1所述的导电混凝土结构，其特征在于，所述第一导电段、所述第四导电段均为钢筋。

9.如权利要求1所述的导电混凝土结构，其特征在于，所述第一导电段的一端通过导线与所述外接电源的负极电连接，所述第四导电段的一端通过导线与所述外接电源的正极电连接。