CN108033736A - 一种高性能导电混凝土 - Google Patents

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徐莉
赵玉静
杨利香
欧阳瑞
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Abstract

本发明公开了一种高性能导电混凝土，按照质量份数计，包括：水泥100份，粉煤灰1～100份，高炉矿渣粉1～80份，黄砂120～240份，高炉矿渣铁粒子10～40份，5～25mm碎石0～360份，减水剂4～10份，铜纤维10～25份，聚苯乙炔5～15份，聚乙烯基吡咯烷酮1～15份，水33～100份；上述混凝土具有优良的抗渗性能、抗冻性能、低水化热以及导电性能，通过发挥网络导电效应和隧道效应，可持续保持混凝土的导电性能，在电工、工业防静电、重大结构内部诊断以及冬季路面除雪等方面发挥极大作用，用途广泛。

Description

一种高性能导电混凝土
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高性能导电混凝土。
背景技术
随着我国经济快速发展和建筑工程建设不断加快，各种各样功能性混凝土的应用也愈来愈广泛，导电混凝土作为一种功能性混凝土，在道路、桥梁以及建筑物等方面具有广阔的应用前景，主要表现在以下三个方面：
(1)电磁屏蔽：由于电子工业以及通讯基础设施的迅猛发展，手机、电脑等电子产品在日常生产活动中非常普遍，电子产品在使用过程中会释放电磁波，电磁波会对人体造成一定的危害，同时也会使电子设备受到干扰甚至造成信息泄露，导电混凝土具有电磁屏蔽功能，能降低电磁波对人体及电子设备的危害。
(2)电热效应：我国进入冬季以后，雨雪天气较多，气温较低，尤其是北方地区，在路面雨雪容易堆积，给市民正常生活带来极大地不便。据有关统计资料，由于雨雪天气等恶劣自然环境影响，城市快速路、地面道路及部分工厂厂区道路均进行了不同程度的交通管制，严重威胁我国城市社会经济发展和市民正常生活，导电混凝土具有一定的导电性能，通电后由于电阻热效应会产生，使路面温度升高，加快路面冰雪的融化。
(3)机敏性：随着建筑工程不断发展，各种复杂和异型混凝土结构建筑也不断增多，混凝土结构在长期服役过程中因徐变、收缩以及不同荷载作用下产生变形和裂缝，为定量检测此类结构是否处于安全服役状态，在混凝土中掺入一定量的导电物质，可以使混凝土结构获得较好的机敏性，从而可以实现结构的无损智能监控。
综上所述，导电混凝土在道路、桥梁等大型基础设施以及建筑物等方面都具有广阔的应用前景，目前还没有通过火力发电煤燃烧烟气、高炉炼铁产生的废弃物等原料来制备导电混凝土相关研究报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能导电混凝土，包括水泥、粉煤灰、高炉矿渣粉、黄砂、高炉矿渣铁粒子、5～25mm碎石、减水剂、铜纤维、聚苯乙炔、聚丙烯吡咯烷酮，能明显改善混凝土的抗冻性和热膨胀性能，降低混凝土的水化热，提高混凝土的导电性。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种高性能导电混凝土，按照质量份数计，包括：水泥100份，粉煤灰1～100份，高炉矿渣粉1～80份，黄砂120～240份，高炉矿渣铁粒子10～40份，5～25mm碎石0～360份，减水剂4～10份，铜纤维10～25份，聚苯乙炔5～15份，聚乙烯基吡咯烷酮1～15份，水33～100份。
优选的，一种高性能导电混凝土，按照各组分质量份数计，包括：水泥100份，粉煤灰20～80份，高炉矿渣粉20～60份，黄砂150～210份，高炉矿渣铁粒子20～30份，5～25mm碎石0～330份，减水剂6～8份，铜纤维15～20份，聚苯乙炔7.5～12.5份，聚乙烯基吡咯烷酮5～10份，水48～80份。
优选的，一种高性能导电混凝土，按照各组分质量份数计，包括：水泥100份，粉煤灰50份，高炉矿渣粉40份，黄砂180份，高炉矿渣铁粒子25份，5～25mm碎石300份，减水剂7份，铜纤维17.5份，聚苯乙炔10份，聚乙烯基吡咯烷酮7.5份，水70份。
优选的，所述的粉煤灰通过火力发电煤燃烧烟气中收集得到。
优选的，所述的高炉矿渣粉通过高炉炼铁产生的炉渣磨细制得。
优选的，所述的高炉矿渣铁粒子通过高炉矿渣选铁得到。
优选的，所述的高炉矿渣铁粒子粒径不大于5mm。
优选的，所述的铜纤维长度为27～33mm，直径为0.5～0.8mm。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件可以任意组合即得本发明各较佳实例；另外本发明所用的原料和试剂除另有说明外，其他组分均市售可得或为常规选择。
作用原理：本发明中，表面活性剂聚乙烯基吡咯烷酮能增强纤维的分散性，铜纤维在混凝土中均匀分散后相互搭接形成可导电通路，同时聚苯乙炔作为高聚物导电增强材料可进一步增加混凝土的导电性能，补偿导电通路中局部电阻较大的位置。进一步地，由于高炉矿渣铁粒子作为细骨料存在，铜纤维、铁粒子及导电高分子材料均匀地分布于混凝土中，粉煤灰和高炉矿渣粉作为胶凝材料具有火山灰效应，复合使用有利于降低混凝土的电阻率，形成的混凝土体系能够发挥隧道效应，增强混凝土的导电性能。
与现有技术相比，本发明的积极进步效果在于：
(1)本发明的高性能导电混凝土不仅具有优良的抗渗性能、抗冻性能、低水化热以及导电性能，而且还发挥网络导电效应和隧道效应，混凝土强度高，随着时间的延长电阻率维持恒定，可持续保持混凝土的导电性能。
(2)本发明的高性能导电混凝土可在电工、工业防静电、重大结构内部诊断以及冬季路面除雪等方面发挥极大作用，用途广泛，适应性强。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例作进一步详细描述。
实施例1
按照以下重量份数称取原料进行配比得高性能导电混凝土：42.5级普通硅酸盐水泥100份，粉煤灰1份，高炉矿渣粉1份，黄砂120份，高炉矿渣铁粒子10份，减水剂4份，铜纤维10份，聚苯乙炔5份，聚乙烯基吡咯烷酮8份，水33份；其中，粉煤灰通过火力发电煤燃烧烟气中收集得到，高炉矿渣粉通过高炉炼铁产生的炉渣磨细制得；高炉矿渣铁粒子通过高炉矿渣选铁得到，粒径不大于5mm；铜纤维长度为30mm，直径为0.5mm。
实施例2
按照以下重量份数称取原料进行配比得高性能导电混凝土：42.5级普通硅酸盐水泥100份，粉煤灰50份，高炉矿渣粉50份，黄砂120份，高炉矿渣铁粒子20份，5～25mm碎石180份，减水剂6份，铜纤维15份，聚苯乙炔10份，聚乙烯基吡咯烷酮15份，水72份；其中，粉煤灰通过火力发电煤燃烧烟气中收集得到，高炉矿渣粉通过高炉炼铁产生的炉渣磨细制得；高炉矿渣铁粒子通过高炉矿渣选铁得到，粒径不大于5mm；铜纤维长度为27mm，直径为0.8mm。
实施例3
按照以下重量份数称取原料进行配比得高性能导电混凝土：42.5级普通硅酸盐水泥100份，粉煤灰100份，高炉矿渣粉80份，黄砂240份，高炉矿渣铁粒子40份，5～25mm碎石360份，减水剂10份，铜纤维25份，聚苯乙炔15份，聚乙烯基吡咯烷酮15份，水100份；其中，粉煤灰通过火力发电煤燃烧烟气中收集得到，高炉矿渣粉通过高炉炼铁产生的炉渣磨细制得；高炉矿渣铁粒子通过高炉矿渣选铁得到，粒径不大于5mm；铜纤维长度为28mm，直径为0.7mm。
实施例4
按照以下重量份数称取原料进行配比得高性能导电混凝土：42.5级普通硅酸盐水泥100份，粉煤灰20份，高炉矿渣粉20份，黄砂150份，高炉矿渣铁粒子20份，减水剂6份，铜纤维15份，聚苯乙炔7.5份，聚乙烯基吡咯烷酮5份，水48份；其中，粉煤灰通过火力发电煤燃烧烟气中收集得到，高炉矿渣粉通过高炉炼铁产生的炉渣磨细制得；高炉矿渣铁粒子通过高炉矿渣选铁得到，粒径不大于5mm；铜纤维长度为30mm，直径为0.6mm。
实施例5
按照以下重量份数称取原料进行配比得高性能导电混凝土：42.5级普通硅酸盐水泥100份，粉煤灰50份，高炉矿渣粉40份，黄砂180份，高炉矿渣铁粒子25份，5～25mm碎石300份，减水剂7份，铜纤维17.5份，聚苯乙炔10份，聚乙烯基吡咯烷酮7.5份，水70份；其中，粉煤灰通过火力发电煤燃烧烟气中收集得到，高炉矿渣粉通过高炉炼铁产生的炉渣磨细制得；高炉矿渣铁粒子通过高炉矿渣选铁得到，粒径不大于5mm；铜纤维长度为29mm，直径为0.7mm。
实施例6
按照以下重量份数称取原料进行配比得高性能导电混凝土：42.5级普通硅酸盐水泥100份，粉煤灰80份，高炉矿渣粉60份，黄砂210份，高炉矿渣铁粒子30份，5～25mm碎石360份，减水剂8份，铜纤维20份，聚苯乙炔12.5份，聚乙烯基吡咯烷酮10份，水80份；其中，粉煤灰通过火力发电煤燃烧烟气中收集得到，高炉矿渣粉通过高炉炼铁产生的炉渣磨细制得；高炉矿渣铁粒子通过高炉矿渣选铁得到，粒径不大于5mm；铜纤维长度为31mm，直径为0.8mm。
对比例
与实施例1-6的不同之处在于，原料中没有添加粉煤灰、高炉矿渣粉和5～25mm碎石，按照以下重量份数的原料进行配比得混凝土：42.5级普通硅酸盐水泥100份，黄砂120份，高炉矿渣铁粒子10份，减水剂4份，铜纤维10份，聚苯乙炔5份，聚乙烯基吡咯烷酮8份，水40份；其中，高炉矿渣铁粒子通过高炉矿渣选铁得到，粒径不大于5mm；铜纤维长度为30mm，直径为0.5mm。
按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002)、《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)、《水工混凝土试验规程》(DL/T5150-2001)对实施例1～6、对比例中混凝土的力学性能、快速冻融循环(200次)、线膨胀系数以及绝热温升进行测定，结果如表1所示。
表1性能测定结果
从表1可知，在铜纤维、铁粒子及高聚物导电增强材料聚苯乙炔共同构成的导电网络体系作用下，与对比例相比，按照实施例1～6的质量配比得到的混凝土均具有较低的电阻率、绝热温升和抗冻性能；掺入粉煤灰和高炉矿渣粉后混凝土的电阻率和绝热温升降低，掺入粉煤灰、高炉矿渣粉后显著降低混凝土的电导率；本发明的高性能导电混凝土可在电工、工业防静电、重大结构内部诊断以及冬季路面除雪等方面发挥极大的作用。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种高性能导电混凝土，其特征在于，按照质量份数计，包括：水泥100份，粉煤灰1～100份，高炉矿渣粉1～80份，黄砂120～240份，高炉矿渣铁粒子10～40份，5～25mm碎石0～360份，减水剂4～10份，铜纤维10～25份，聚苯乙炔5～15份，聚乙烯基吡咯烷酮1～15份，水33～100份。
2.如权利要求1所述的一种高性能导电混凝土，其特征在于，按照质量份数计，包括：水泥100份，粉煤灰20～80份，高炉矿渣粉20～60份，黄砂150～210份，高炉矿渣铁粒子20～30份，5～25mm碎石0～330份，减水剂6～8份，铜纤维15～20份，聚苯乙炔7.5～12.5份，聚乙烯基吡咯烷酮5～10份，水48～80份。
3.如权利要求2所述的一种高性能导电混凝土，其特征在于，按照质量份数计，包括：水泥100份，粉煤灰50份，高炉矿渣粉40份，黄砂180份，高炉矿渣铁粒子25份，5～25mm碎石300份，减水剂7份，铜纤维17.5份，聚苯乙炔10份，聚乙烯基吡咯烷酮7.5份，水70份。
4.如权利要求1所述的一种高性能导电混凝土，其特征在于，所述的粉煤灰通过火力发电煤燃烧烟气中收集得到。
5.如权利要求1所述的一种高性能导电混凝土，其特征在于，所述的高炉矿渣粉通过高炉炼铁产生的炉渣磨细制得。
6.如权利要求1所述的一种高性能导电混凝土，其特征在于，所述的高炉矿渣铁粒子通过高炉矿渣选铁得到。
7.如权利要求6所述的一种高性能导电混凝土，其特征在于，所述的高炉矿渣铁粒子粒径不大于5mm。
8.如权利要求1所述的一种高性能导电混凝土，其特征在于，所述的铜纤维长度为27～33mm，直径为0.5～0.8mm。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112521077A (zh) * 2020-12-16 2021-03-19 安徽工业大学 一种水泥基导电复合材料
CN115162091A (zh) * 2022-08-03 2022-10-11 宁夏启辰智能低碳科技有限公司 高抗冻粉煤灰基透水混凝土路面

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105439498A (zh) * 2015-12-01 2016-03-30 长安大学 一种具有导电性能的复合改性沥青混凝土及其制备方法
CN106431154A (zh) * 2016-08-31 2017-02-22 浙江大学自贡创新中心 一种水泥基自流平抗静电地坪材料

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105439498A (zh) * 2015-12-01 2016-03-30 长安大学 一种具有导电性能的复合改性沥青混凝土及其制备方法
CN106431154A (zh) * 2016-08-31 2017-02-22 浙江大学自贡创新中心 一种水泥基自流平抗静电地坪材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
艾学明: "《建筑材料与构造》", 31 January 2014, 东南大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112521077A (zh) * 2020-12-16 2021-03-19 安徽工业大学 一种水泥基导电复合材料
CN115162091A (zh) * 2022-08-03 2022-10-11 宁夏启辰智能低碳科技有限公司 高抗冻粉煤灰基透水混凝土路面

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