TWI532702B - Preparation method of conductive concrete block and conductive concrete block - Google Patents

Description

導電混凝土塊及導電混凝土塊的製備方法

本發明屬於混凝土製品及其製備方法領域，尤指一種摻有石墨的導電混凝土塊及製備方法。

為了製造一種具有優良的導電性，並且可提高強度的摻石墨的導電混凝土，本案申請人曾經申請並核准“一種摻石墨的導電混凝土的製備方法”(中國大陸專利申請號200510064446.1)，該製備方法是提供一種濕法高壓擠壓成型製作工藝，主要原料為普通矽酸鹽水泥、水、砂細骨料、碎石或卵石粗骨料，再將配合料攪拌均勻加入成型模具，並埋入極芯筒之後，進行高壓擠壓，將其中的水擠壓濾出，再進行脫模、養護。

雖然上述製備方法可以製造高強度且導電性佳的導電混凝土，但是由於通電使用時會在金屬極芯筒直接短路放電，產生阻抗而升溫，導致金屬極芯筒與導電混凝土的接合程度下降而燒毀，影響其使用壽命。此外，原來的製備方法是將極芯筒單獨埋入之後，再進行高壓擠壓等作業，極芯筒無任何支撐力，在擠壓過程中容易歪斜，不利於電極的安裝。

為了改善上述製備方法的缺點，本發明的主要目的在於提供一種在使用時可降低極芯筒溫度，延長使用壽命的導電混凝土塊，及其製備方法、成型模具。

為了達到上述目的，本發明的主要技術手段在於提供一種導電混凝土塊，主要原料包含普通矽酸鹽水泥、水、砂細骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末狀石墨或碳粉等導電材料，該導電混凝土塊包括一本體料、兩塊位於本體料兩側並且歐姆值低於本體料的極芯料，另外在兩極芯料上分別設置一極芯筒。

本發明另外提供一種導電混凝土塊的製備方法，原料及其配比類似於現有摻石墨的導電混凝土，主要原料包含普通矽酸鹽水泥、水、砂細骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末狀石墨或碳粉等導電材料，其製備方法首先將至少兩個極芯筒定位在一成型模具的一底模上，在成型模具內放置一個至少分隔成三個區域的區隔裝置，將含有不同歐姆值配比的配合料攪拌均勻後，分別填入分隔裝置的不同區域內，取出分隔裝置之後，再進行高壓擠壓，將其中的水分由成型模具的底模濾出，直至無濾水排出為止，再撤除高壓，進行脫模、養護。

實施上述技術手段之後，本發明可獲得的效益為：

1、由於本發明具有不同歐姆值的本體料及極芯料，通電之後，會在兩材料相接處放電，以確保極芯筒處不會升溫太高而損壞，改善現有技術的極芯筒與導電混凝土接合程度因為短路放電而下降的缺點，將本發明與先前技術成品作通電測試，比較極芯筒與周圍導電混凝土的溫度差及功率，檢測結果顯示，因為阻抗的關係，通電發熱後先前技術沒有極芯料的極芯筒溫度會比有極芯料的溫度高出大約10℃，時間越長，極芯筒與導電混凝土的接合不斷受到破壞，電阻不斷增大，功率不斷的下降，直到無法使用。但由極芯料的通電測試，初期本體料大部分會因為總體溫度升高，密度增大，電阻下降，功率會有一定程度的增加，然後處於穩定狀態，根據通電試驗結果，沒有極芯料的極芯損壞率 非常高，而有極芯料的基本沒有極芯損壞的情形發生，因此，本發明具有延長使用壽命的效果。

2、由於極芯筒是預先定位在成型模具的底模固定椿上，因此不會因受到高壓擠壓而歪斜，可供電極順利接合。

10、10A‧‧‧導電混凝土塊

11‧‧‧本體料

110‧‧‧容置槽

12‧‧‧極芯料

13‧‧‧極芯筒

20、20A‧‧‧分隔裝置

21、21A‧‧‧本體料區

22、22A、220A‧‧‧極芯料區

23‧‧‧握持部

30‧‧‧成型模具

31‧‧‧底模

310‧‧‧下底模

311‧‧‧上底模

312‧‧‧濾水網

314‧‧‧固定椿

315‧‧‧凸塊

316‧‧‧透水孔

317‧‧‧第一穿孔

318‧‧‧第二穿孔

32‧‧‧模框

33‧‧‧頂板

40‧‧‧平面模座

50‧‧‧機械模座

圖1為本發明的導電混凝土塊立體示意圖；圖2為本發明的導電混凝土塊的平面剖面示意；圖3為本發明分隔裝置的立體示意圖；圖4為本發明另一種分隔裝置的立體示意圖；圖5為本發明製造過程中的平面組合剖面示意圖；圖6為本發明底模的平面分解示意圖；圖7為本發明以圖5分隔裝置製造出的導電混凝土塊；圖8為本發明成型模具設置在機械模座上的成型示意圖。

以下配合附圖及本發明的優選實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。

如圖1、2所示，本發明所提供的導電混凝土塊10，主要原料包含普通矽酸鹽水泥、水、砂細骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末狀石墨或碳粉等導電材料，該導電混凝土塊10包括一本體料11、兩塊位於本體料11兩側的低歐姆值極芯料12，在兩極芯料12上分別埋設一極芯筒13，以供電極插接，該極芯筒13外周圍為非光面圓形，以與極芯料12緊密結合，其優選為螺紋狀、鋸齒 狀。該極芯料12的歐姆值低於本體料11，以達到低歐姆高導電率的效果，其是利用石墨的含量控制歐姆值，例如控制本體料11的歐姆值為20~50歐姆，而極芯料12的歐姆值為1~10歐姆。由於本體料11與極芯料12的歐姆值不同，因此，當通電以後，電流由極芯筒13流向極芯料12，然後在本體料11與極芯料12相接處放電，以確保極芯筒13處不會直接短路放電升溫太高而損壞，達到延長使用壽命的目的。

將上述包括本體料11及極芯料12兩種不同歐姆值的本發明導電混凝土塊，與先前技術導電混凝土塊通電測試，以比較極芯筒與周圍導電混凝土的溫度差及功率，分別作通電1小時、12小時、24小時、48小時檢測，檢測結果顯示：

因為阻抗的關係，通電發熱後先前技術(對比例)沒有極芯料的極芯筒溫度會比有極芯料的溫度高出大約10℃，時間越長，極芯筒與導電混凝土的接合不斷受到破壞，電阻不斷增大，功率不斷的下降，直到無法使用。但有極芯料(本例)的通電測試，大部分初期本體料會因為總體溫度升高，密度增大，電阻會有一定程度的下降，功率會有一定程度的增加，然後處於穩定狀態。由測試可知，本發明確實可達到降低極芯筒溫度，減少阻抗，延長使用壽命的目的。

優選的，本發明進一步在本體料11上設有一容置槽110，以放置一溫度控制器(圖中未示)，該溫度控制器為溫度控制裝置，當溫度達到溫控器的設定溫度時，溫控器會自動斷電，然後當溫度下降到溫控器的復位溫度時，溫控器會恢復供電再加熱，可以達到控制溫度的目的，而該容置槽110的設計，可以使溫度控制器大部份埋設於導電混凝土塊當中，以利於固定溫度控制器並減少整體體積，利於包裝及使用。

上述為本發明所提供的導電混凝土塊10，製造該混凝土塊有很多方法，不論以何種製備方法，只要製造出本發明的導電混凝土塊，均屬本發明的範圍。以下首先舉其中一模框內下料的製備方法：取一成型模具；將至少兩極芯筒固定在該成型模具的底模上，極芯筒的數量根據預計製造的導電混凝土塊10數量而定；在成型模具內放置一個如圖3所示至少分隔成三個區域的分隔裝置20，將主要原料為普通矽酸鹽水泥、水、砂細骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末石墨的混凝土原料，和含有不同歐姆值配比的配合料攪拌均勻後，分別填入該分隔裝置20的不同區域內，將高歐姆值的本體料填置於中間區域，而低歐姆值的極芯料填置於本體料的兩側；取出分隔裝置20之後，再進行高壓擠壓，將其中的水分由成型模具的底模濾出，直至無濾水排出為止；撤除高壓，之後再進行脫模、養護。

由於通過分隔裝置20可以將含有不同歐姆值配比的原料填置在預設的區域內，因此，成型之後，即可得含有不同歐姆值的本體料及極芯料的導電混凝土塊。並且，由於極芯筒預先固定在底模上，因此，在高壓擠壓的過程中，極芯筒仍可以定位而不歪斜，而方便電極的安裝。

除了上述模框內下料的製備方法，此外，尚有模框外下料的方法：取一成型模具；將至少兩極芯筒固定在成型模具的底模上，極芯筒的數量根據預計製造的導電混凝土塊數量而定；在底模上放置一個如圖3所示至少分隔成三個區域的分隔裝置20；將主要原料為普通矽酸鹽水泥、水、砂細骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末石墨的混凝土原料，和含有不同歐姆值配比的配合料攪拌均勻後，分別填入分隔裝置20的不同區域內，將高歐姆值的本體料填置在中間區域，而低歐姆值的極芯料填置在本體料的兩側；取出區隔裝置20之後，將填好料的底模放入成型模具的一模框內；進行高壓擠壓，將其中的水分由成型模具的底模濾出，直至無濾水排出為止；撤除高壓，進行脫模、養護。

上述製備方法及所使用的成型模具進一步說明如後：如圖5所示，所述的成型模具30包括一底模31、一可覆蓋於底模31周圍的模框32、一匹配設置在模框32上方的頂板33、以及一如圖3所述的分隔裝置20。其中，該分隔裝置20為一上下穿透的框架，至少區分成三個區域，包括位於中間的本體料區21，以及位於本體料區21兩側的極芯料區22，分隔裝置20的頂部另設有一握持部23，以方便握持拿取。而所述的底模31頂部至少設有兩個突出的固定椿314，以供所述的極芯筒13套置定位，在兩固定椿314之間設有一突出的凸塊315，該凸塊315及固定椿314相應位於分隔裝置20的本體料區21、極芯料區22 範圍內，另外在底模31上佈設有多個透水孔316，以供高壓擠壓時，將水分濾出。將具有不同歐姆值的本體料及極芯料分別填置在分隔裝置20的本體料區21及極芯料區22，而後取出分隔裝置20，即可將頂板33覆蓋於原料頂面，並向下施壓，將水分由各透水孔316排出。而待脫模之後，極芯筒13即預埋固定在導電混凝土塊上，並且同時通過凸塊315形成圖1所示的容置槽110，待養護一段時間即為導電混凝土塊成品。該成品可以與電極以及其他元件組裝成發熱產品。而根據發熱產品需要，製造不同大小的導電混凝土塊，如圖3所示的分隔裝置20可以製造一個或者兩個導電混凝土塊，當預計製造一個成品時，預先固定兩支極芯筒即可；當預計製造兩個成品時，預先固定四支極芯筒，待養護完成之後裁切成兩個。

為了方便脫模，進一步將底模31優化設計，如圖6所示，底模31為雙層設計，包括一下底模310、一上底模311，所述的固定椿314及凸塊315固定在下底模310頂部，而上底模311匹配設有供固定椿314、凸塊315穿置的穿孔317、318，上、下底模311、310組合之後，固定椿314及凸塊315即突出於頂面，而下底模310及上底模311上設有下、上對合的透水孔316，通過上、下底模311、310的設計，脫模時，先通過上底模311的阻擋，將下底模310往外抽出，使凸塊315及固定椿314脫離成品，成品即有一點鬆動，以方便與上底模311脫離。

該底模31上的透水孔316直徑為2~10mm，另外在上底模311上方可放置一濾水網312，其網目為100~300目，在擠壓過程中可阻擋料，僅供水分濾出。

如圖4所示，為另一種分隔裝置20A，其包括五個下料空間，自其中一側開始依序為極芯料區22A、本體料區21A、極芯料區220A、本體料區21A、極芯料區22A，其中，位於中間極芯料區220A的寬度大於位於外側的極 芯料區22A的寬度，優選為2倍寬度，在外側的兩極芯料區22A內分別固定四支極芯筒，而位於中間芯料區220A則固定八支極芯筒，以此分隔裝置20A製成的導電混凝土塊10A如圖7所示，成型之後再分割成八小片導電混凝土塊，以提高製作效率。

又如前述圖5所示，成型模具30設置在一平面模座40上，由上方施壓時，頂板33會往下擠壓混凝土原料；如圖8所示，則是將成型模具設置在一機械模座50上，而頂板33抵壓模框32的頂緣，當由上方施壓於頂板33時，連同模框32以及內部的原料一起向下位移而將水分壓出。

以上所述僅是本發明的優選實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以優選實施例披露如上，然而並非用以限定本發明，任何本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，應當可以利用上述揭示的技術內容作出些許改變或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10‧‧‧導電混凝土塊

11‧‧‧本體料

110‧‧‧容置槽

12‧‧‧極芯料

13‧‧‧極芯筒

Claims (5)

1. 一種導電混凝土塊，主要原料包含普通矽酸鹽水泥、水、砂細骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末狀石墨或碳粉等導電材料，其特徵在於：該導電混凝土塊包括一本體料、兩塊位於本體料兩側並且歐姆值低於本體料的極芯料，另外在兩極芯料上分別設置一極芯筒。
2. 如請求項1所述的導電混凝土塊，其特徵在於：本體料上設有一容置槽。
3. 如請求項1或2所述的導電混凝土塊，其特徵在於：本體料為矩形，所述的二極芯料分別設置在本體料的兩相對側。
4. 一種導電混凝土塊的製備方法，原料及其配比類似于現有摻石墨的導電混凝土，主要原料包含普通矽酸鹽水泥、水、砂細骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末狀石墨或碳粉等導電材料，其特徵在於：首先將至少兩個極芯筒定位在一成型模具的一底模上，在成型模具內放置一個至少分隔成三個區域的分隔裝置，將含有不同歐姆值配比的配合料攪拌均勻後，分別填入分隔裝置的不同區域內，取出分隔裝置之後，再進行高壓擠壓，將其中的水分由成型模具的底模濾出，直至無濾水排出為止，再撤除高壓，進行脫模、養護。
5. 一種導電混凝土塊的製備方法，原料及其配比類同現有摻石墨的導電混凝土，主要原料包含普通矽酸鹽水泥、水、砂細骨料、碎石或卵石粗骨料、粉末狀石墨或碳粉等導電材料，其特徵在於：首先將至少兩個極芯筒定位在一成型模具的一底模上，在底模上放置一個至少分隔成三個區域的分隔裝置，將含有不同歐姆值配比的配合料攪拌均勻後，分別填入分隔裝置的不同區域內，取出分隔裝置之後，將填好料的底模放入成型模具內，再進行高壓擠壓，將其中的水分由成型模具的底模濾出，直至無濾水排出為止，再撤除高壓，進行脫模、養護。