一種具有融雪化冰功能的碳纖維導電混凝土的制備方法，屬于混凝土技術領域，可廣泛應用于橋面、機場跑道的混凝土道面工程施工。其原料組份包括水泥、短切碳纖維、摻合料、砂、石、水，水灰比為0.55～0.58，水泥、砂、石子分別占混凝土總質量的18%～25%、20%～45%、20%～45%，碳纖維長度7～13mm，為整個混凝土體積的0.6%～2.0%。在制備過程中，將混合好的水、摻合料倒入水泥砂漿中，然后均勻加入短切碳纖維，最后倒入石子制備成碳纖維導電混凝土。碳纖維可以在混凝土中均勻分散，制備成的碳纖維導電混凝土可以利用其電熱效應融雪化冰。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于混凝土
，適用于橋面、機場跑道的混凝土道面工程施工。
技術介紹
在冬季，道路積雪結冰對交通運輸產生了極為惡劣的影響。在清除道路積雪結冰的方法上，傳統的方法是采用人工法和機械法。人工法費時費力，且不能及時的恢復交通；機械法雖然速度快，但是清除不徹底，且除冰機械的利用率低。此外，常用的方法還有化學融化法，如撒除冰鹽法，但除冰鹽會降低路面混凝土的耐久性。在普通混凝土中加入導電相材料制備成導電混凝土，利用導電混凝土的電熱效應來融雪化冰可以作為解決道路積雪結冰問題的方法。比如加入導電相材料石墨、鋼纖維等。但是石墨長徑比過小，必須摻加量較多時才能在混凝土內形成相互連通的導電通路，這將會導致制備出的混凝土強度大幅降低，因此不能滿足路用要求；加入一定量的鋼纖維也可以明顯降低混凝土的電阻率，但是鋼纖維在水泥的堿性環境中會在其表面形成氧化層導致電阻率明顯增大。碳纖維是一種高性能纖維，具有高強度、高模量、低密度、耐腐蝕等優良性能，將其作為導電相材料加入到普通混凝土中制備成碳纖維導電混凝土，既解決了導電材料因摻量過大導致混凝土強度降低的問題，也避免了導電材料因表面氧化使混凝土隨著時間的延長電阻率增大的缺點。
技術實現思路
碳纖維表面具有疏水性，不易在混凝土中分散，導致制備出的混凝土電阻率較大，導電性較低。目前關于碳纖維導電混凝土常用的制備方法為先形成碳纖維分散水溶液，再加入水泥形成碳纖維水泥漿，最后加入砂石攪拌成碳纖維混凝土，或者在碳纖維分散水溶液中直接加入混凝土濕料，然后攪拌制備成碳纖維混凝土。但經專利技術人實踐，這兩種方法不能使碳纖維很好的在混凝 土中分散，制備出的碳纖維導電混凝土電阻率較大，導電性差。本專利技術的目的是提供，使碳纖維可以在混凝土中均勻分散，使導電混凝土的電阻率減小，導電性增強，提高了碳纖維的利用率。為實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案:，其特征在于:其原料組份包括水泥、短切碳纖維、摻合料、砂、石、水，其中水灰比為0.55 0.58，水泥、砂、石子分別占混凝土總質量的18% 25%、20% 45%、20% 45%，短切碳纖維長度為7 13mm，摻量按占碳纖維導電混凝土總體積的百分比計算，為整個混凝土體積的0.6% 2.0% ；所述的摻合料的重量不超過水泥重量的10%。所述的摻合料包括減水劑、分散劑、消泡劑，可以改善混凝土性能的材料。減水劑的摻量為膠凝材料質量的0.5% 2.0%，分散劑的摻量為膠凝材料質量的0.4% 0.8%，消泡劑的摻量約為整個混凝土體積的0.12% 0.15%。所述的砂是天然砂或人工砂，砂的粒徑不大于5_，按干砂的用量計算，若采用的砂為濕砂,應將濕砂中水的重量計入水的用量中。所述的減水劑重量不包括減水劑中水的重量，如果減水劑含有水，計算時把其中的水折算到水的用量中。 所述的水應符合《混凝土拌合用水標準》JGJ63-89的規定；，制作步驟包括如下:在水中加入摻合料，攪拌均勻，使摻合料完全溶于水，得到摻合料的水溶液；按照配合比將水泥、砂混合，攪拌均勻后，并加入上述摻合料的水溶液，攪拌成水泥砂漿后加入短切碳纖維，攪拌制備成碳纖維水泥砂漿，利用水泥砂漿的作用幫助碳纖維在漿體中的均勻分散；在碳纖維水泥砂漿中加入石子，攪拌3 5分鐘后成型養護。 本專利技術的有益效果如下:該導電混凝土采用短切碳纖維作為導電相組分，與摻入石墨的混凝土相比，由于長徑比大，避免了摻入過多導致強度下降；與摻入鋼纖維的混凝土相比，由于碳纖維耐腐蝕，避免了后期混凝土由于導電相材料氧化導致混凝土電阻率增大的問題。通過改善碳纖維導電混凝土的制備過程，提高了碳纖維在混凝土中的分散性，使導電混凝土的電阻率減小，導電性增強，提高了碳纖維的利用率。在使用過程中通過對摻合料的添加量合理使用和優化，可提高碳纖維導電混凝土攪拌后的和易性，也有助于提高碳纖維導電混凝土的強度，并提高材料的經濟性。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術作進一步說明，但本專利技術并不限于以下實施例。技術方案實施例采用的以下典型的材料配合比如下(對比例1、2采用與實施例1相同的材料配合比):權利要求1.，其特征在于:其原料組份包括水泥、短切碳纖維、摻合料、砂、石、水，其中水灰比為0.55 0.58，水泥、砂、石子分別占混凝土總質量的18% 25%、20% 45%、20% 45%，短切碳纖維長度為7 13mm，摻量按占碳纖維導電混凝土總體積的百分比計算，為整個混凝土體積的0.6% 2.0% ； 制作步驟包括如下: 在水中加入摻合料，攪拌均勻，使摻合料完全溶于水，得到摻合料的水溶液；按照配合比將水泥、砂混合，攪拌均勻后，并加入上述摻合料的水溶液，攪拌成水泥砂漿后加入短切碳纖維，攪拌制備成碳纖維水泥砂漿，利用水泥砂漿的作用幫助碳纖維在漿體中的均勻分散；在碳纖維水泥砂漿中加入石子，攪拌3 5分鐘后成型養護。2.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的摻合料的重量不超過水泥重量的10%。3.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的摻合料包括減水劑、分散劑、消泡劑，減水劑的摻量為膠凝材料質量的0.5% 2.0%，分散劑的摻量為膠凝材料質量的0.4% 0.8%，消泡劑的摻量約為整個混凝土體積的0.12% 0.15%。4.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的砂是天然砂或人工砂，砂的粒徑不大于5_，按干砂的用量計算，若采用的砂為濕砂，應將濕砂中水的重量計入水的用量中。5.按照權利要求1的方法，其特征在 于，所述的減水劑重量不包括減水劑中水的重量，如果減水劑含有水，計算時把其中的水折算到水的用量中。全文摘要，屬于混凝土
，可廣泛應用于橋面、機場跑道的混凝土道面工程施工。其原料組份包括水泥、短切碳纖維、摻合料、砂、石、水，水灰比為0.55～0.58，水泥、砂、石子分別占混凝土總質量的18%～25%、20%～45%、20%～45%，碳纖維長度7～13mm，為整個混凝土體積的0.6%～2.0%。在制備過程中，將混合好的水、摻合料倒入水泥砂漿中，然后均勻加入短切碳纖維，最后倒入石子制備成碳纖維導電混凝土。碳纖維可以在混凝土中均勻分散，制備成的碳纖維導電混凝土可以利用其電熱效應融雪化冰。文檔編號C04B14/38GK103193421SQ201310078609公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月12日 優先權日2013年3月12日專利技術者劉巖, 鄧宗才, 付建斐 申請人:北京中企卓創科技發展有限公司, 北京工業大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具有融雪化冰功能的碳纖維導電混凝土的制備方法，其特征在于：其原料組份包括水泥、短切碳纖維、摻合料、砂、石、水，其中水灰比為0.55～0.58，水泥、砂、石子分別占混凝土總質量的18%～25%、20%～45%、20%～45%，短切碳纖維長度為7～13mm，摻量按占碳纖維導電混凝土總體積的百分比計算，為整個混凝土體積的0.6%～2.0%；制作步驟包括如下：在水中加入摻合料，攪拌均勻，使摻合料完全溶于水，得到摻合料的水溶液；按照配合比將水泥、砂混合，攪拌均勻后，并加入上述摻合料的水溶液，攪拌成水泥砂漿后加入短切碳纖維，攪拌制備成碳纖維水泥砂漿，利用水泥砂漿的作用幫助碳纖維在漿體中的均勻分散；在碳纖維水泥砂漿中加入石子，攪拌3～5分鐘后成型養護。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉巖，鄧宗才，付建斐，
申請(專利權)人：北京中企卓創科技發展有限公司，北京工業大學，
類型：發明
國別省市：
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