專利名稱：一種具有融雪化冰功能的碳纖維導(dǎo)電混凝土的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有融雪化冰功能的碳纖維導(dǎo)電混凝土的制備方法，屬于混凝土技術(shù)領(lǐng)域，適用于橋面、機(jī)場(chǎng)跑道的混凝土道面工程施工。
背景技術(shù)：
在冬季，道路積雪結(jié)冰對(duì)交通運(yùn)輸產(chǎn)生了極為惡劣的影響。在清除道路積雪結(jié)冰的方法上，傳統(tǒng)的方法是采用人工法和機(jī)械法。人工法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且不能及時(shí)的恢復(fù)交通；機(jī)械法雖然速度快，但是清除不徹底，且除冰機(jī)械的利用率低。此外，常用的方法還有化學(xué)融化法，如撒除冰鹽法，但除冰鹽會(huì)降低路面混凝土的耐久性。在普通混凝土中加入導(dǎo)電相材料制備成導(dǎo)電混凝土，利用導(dǎo)電混凝土的電熱效應(yīng)來(lái)融雪化冰可以作為解決道路積雪結(jié)冰問(wèn)題的方法。比如加入導(dǎo)電相材料石墨、鋼纖維等。但是石墨長(zhǎng)徑比過(guò)小，必須摻加量較多時(shí)才能在混凝土內(nèi)形成相互連通的導(dǎo)電通路，這將會(huì)導(dǎo)致制備出的混凝土強(qiáng)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(huán)境中會(huì)在其表面形成氧化層導(dǎo)致電阻率明顯增大。碳纖維是一種高性能纖維，具有高強(qiáng)度、高模量、低密度、耐腐蝕等優(yōu)良性能，將其作為導(dǎo)電相材料加入到普通混凝土中制備成碳纖維導(dǎo)電混凝土，既解決了導(dǎo)電材料因摻量過(guò)大導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低的問(wèn)題，也避免了導(dǎo)電材料因表面氧化使混凝土隨著時(shí)間的延長(zhǎng)電阻率增大的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
碳纖維表面具有疏水性，不易在混凝土中分散，導(dǎo)致制備出的混凝土電阻率較大，導(dǎo)電性較低。目前關(guān)于碳纖維導(dǎo)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(jīng)發(fā)明人實(shí)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(dǎo)電混凝土電阻率較大，導(dǎo)電性差。本發(fā)明的目的是提供一種具有融雪化冰功能的碳纖維導(dǎo)電混凝土的制備方法，使碳纖維可以在混凝土中均勻分散，使導(dǎo)電混凝土的電阻率減小，導(dǎo)電性增強(qiáng)，提高了碳纖維的利用率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:一種具有融雪化冰功能的碳纖維導(dǎo)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(zhì)量的18% 25%、20% 45%、20% 45%，短切碳纖維長(zhǎng)度為7 13mm，摻量按占碳纖維導(dǎo)電混凝土總體積的百分比計(jì)算，為整個(gè)混凝土體積的0.6% 2.0% ；所述的摻合料的重量不超過(guò)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(zhì)量的0.5% 2.0%，分散劑的摻量為膠凝材料質(zhì)量的0.4% 0.8%，消泡劑的摻量約為整個(gè)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(jì)算，若采用的砂為濕砂,應(yīng)將濕砂中水的重量計(jì)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(jì)算時(shí)把其中的水折算到水的用量中。 所述的水應(yīng)符合《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63-89的規(guī)定；一種具有融雪化冰功能的碳纖維導(dǎo)電混凝土的制備方法，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(yǎng)護(hù)。

本發(fā)明的有益效果如下:該導(dǎo)電混凝土采用短切碳纖維作為導(dǎo)電相組分，與摻入石墨的混凝土相比，由于長(zhǎng)徑比大，避免了摻入過(guò)多導(dǎo)致強(qiáng)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(dǎo)電相材料氧化導(dǎo)致混凝土電阻率增大的問(wèn)題。通過(guò)改善碳纖維導(dǎo)電混凝土的制備過(guò)程，提高了碳纖維在混凝土中的分散性，使導(dǎo)電混凝土的電阻率減小，導(dǎo)電性增強(qiáng)，提高了碳纖維的利用率。在使用過(guò)程中通過(guò)對(duì)摻合料的添加量合理使用和優(yōu)化，可提高碳纖維導(dǎo)電混凝土攪拌后的和易性，也有助于提高碳纖維導(dǎo)電混凝土的強(qiáng)度，并提高材料的經(jīng)濟(jì)性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。技術(shù)方案實(shí)施例采用的以下典型的材料配合比如下(對(duì)比例1、2采用與實(shí)施例1相同的材料配合比):
權(quán)利要求
1.一種具有融雪化冰功能的碳纖維導(dǎo)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(zhì)量的18% 25%、20% 45%、20% 45%，短切碳纖維長(zhǎng)度為7 13mm，摻量按占碳纖維導(dǎo)電混凝土總體積的百分比計(jì)算，為整個(gè)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(yǎng)護(hù)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的摻合料的重量不超過(guò)水泥重量的10%。
3.按照權(quán)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(zhì)量的0.5% 2.0%，分散劑的摻量為膠凝材料質(zhì)量的0.4% 0.8%，消泡劑的摻量約為整個(gè)混凝土體積的0.12% 0.15%。
4.按照權(quán)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(jì)算，若采用的砂為濕砂，應(yīng)將濕砂中水的重量計(jì)入水的用量中。
5.按照權(quán)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(jì)算時(shí)把其中的水折算到水的用量中。
全文摘要
一種具有融雪化冰功能的碳纖維導(dǎo)電混凝土的制備方法，屬于混凝土技術(shù)領(lǐng)域，可廣泛應(yīng)用于橋面、機(jī)場(chǎng)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(zhì)量的18%～25%、20%～45%、20%～45%，碳纖維長(zhǎng)度7～13mm，為整個(gè)混凝土體積的0.6%～2.0%。在制備過(guò)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(dǎo)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(dǎo)電混凝土可以利用其電熱效應(yīng)融雪化冰。
文檔編號(hào)C04B14/38GK103193421SQ201310078609
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者劉巖, 鄧宗才, 付建斐 申請(qǐng)人:北京中企卓創(chuàng)科技發(fā)展有限公司, 北京工業(yè)大學(xué)