[发明专利]一种离子导电混凝土的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，涉及导电混凝土的材料技术，具体涉及一种离子导电混凝土制备工艺。

背景技术

混凝土作为一种被广泛应用的建筑材料，它具有取材方便，价格便宜，抗压强度高，可模性好等优点；但其是电的不良导体。为了使其具有导电性，通过在普通混凝土中掺加不同的导电介质来改善混凝土的导电性，使混凝土变成良好的导电材料的技术已经成为导电混凝土研发的主流思想。

具有良好导电性的导电混凝土的电阻率较低，且具有良好的发热性能、压敏性和较好的电磁屏蔽性能，被广泛应用于除雪融冰，室内采暖，电磁屏蔽和结构健康检测等领域。目前，已被研究应用的导电混凝土包括钢纤维和钢渣导电混凝土、石墨导电混凝土、碳纤维导电混凝土和纳米炭黑导电混凝土等。

上述传统导电混凝土均存在一定的缺陷：钢纤维导电混凝土随混凝土龄期的增加钢纤维会产生锈蚀，其电阻率会逐步加大，有研究表明，1年龄期的钢纤维混凝土其电阻率较刚制作完毕时增大了10倍有余。而如果要制作导电性良好的石墨导电混凝土，则需要在混凝土中加入大掺量的石墨粉，大大降低混凝土的强度与延性。使用碳纤维作为导电材料时，由于碳纤维成本昂贵，且容易在混凝土中产生聚团，从而导致导电不均匀，进而引发混凝土局部过热的问题。

根据物质的导电机理，导体可以分为属于物理变化范畴的电子导体和属于化学变化范畴的离子导体；现有技术的所有导电混凝土均基于物理变化原理制备；没有发现基于化学变化原理制备的导电混凝土。制备离子导电混凝土存在以下难点：①混凝土内部具有较多的毛细孔，这些毛细孔非常微小且不连续，使得电解质溶液很难均匀的分布到混凝土内部，而电解质溶液在混凝土内部的分布情况直接决定了离子导电混凝土的导电性能；②由于混凝土的水泥继续水化和以及混凝土内部水分蒸发作用，渗透到混凝土内部的电解质溶液浓度随之增加，进而随着时间的推移，影响混凝土的导电性能；③电极选用不当可能发生电化学腐蚀，使电阻率增大；同时，溶液的选择不当，会对混凝土本身的力学性能产生影响。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的上述不足之处而提供一种离子导电混凝土的制备工艺。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种离子导电混凝土的制备工艺，其特征是：包括以下步骤：

(1)制备混凝土试件：将金属电极固定在试模中；将水泥和砂，放入搅拌机中搅拌，再加入铝粉搅拌；入模并放在振动台上振动直到密实，振动过程中保持电极相对位置不变；收光混凝土的表面，静停后割除面包头，然后再次进行表面收光；

(2)拆模养护：待步骤(1)中的混凝土终凝后拆模，养护28d形成离子导电混凝土试件；

(3)试件渗透：将步骤(2)中的所述离子导电混凝土试件置于电解质溶液中进行渗透，根据所处的环境温度，在其溶解度范围内配置电解质溶液，并将养护好的所述离子导电混凝土试件置于所述电解质溶液中浸泡，直至间隔称量质量变化小于预定值，视为电解质溶液渗透完成；

(4)涂刷防水涂料：将步骤(3)中完成渗透的所述离子导电混凝土试件从电解质溶液中移出，并将其表面擦拭干净，将其全部外表面均匀涂刷防水涂料。

优选地，所述砂为中砂；所述各材料的配比根据配合比设计规范。

优选地，所述铝粉参量根据混凝土强度的实际需要确定。

优选地，所述铝粉掺量为0％～0.08％。

优选地，步骤(2)中所述水泥和砂放入搅拌机中搅拌的时间为2min～3min，加入铝粉搅拌的时间为1min～2min；入模并放在振动台上振动的时间约为1min；所述收光混凝土表面后的静停时间为1h～2h。

优选地，所述离子导电混凝土试件的间隔称量质量变化预定值小于1％。

优选地，所述防水涂料包括环氧树脂胶、K11、911等防水涂膜、聚合物水泥基防水涂料中的一种或几种。

优选地，所述金属电极和所述电解质溶液为：电极|含电极金属阳离子的电解质溶液。

优选地，所述电极|含电极金属阳离子的电解质溶液包括Fe|Fe³⁺或Cu|Cu²⁺。

本发明所提供的实施例的有益效果：

(1)本发明的实施例所提供的一种离子导电混凝土的制备工艺，基于电解质溶液导电原理，突破传统导电混凝土的物理变化导电原理及制备方法，制成一种基于化学变化范畴的离子导电混凝土，克服上述几种目前常用导电混凝土配方的缺点。