[发明专利]一种基于导电集料的水泥基导电复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于导电集料的水泥基导电复合材料及其制备方法，涉及水泥材料技术领域，包括：水泥650～750份、碳纤维10～20份、导电集料300～400份、减水剂5～8份、分散剂2.5～4份、消泡剂0.5～1.5份，导电集料包括粘土和混合导电相，所述混合导电相包括碳纤维粉、碳纳米管和炭黑。本发明通过掺杂合理比例的碳纤维粉、碳纳米管和炭黑，以及对水泥、碳纤维、导电集料的配比进行合理分配，能够有效的发挥碳纤维粉、碳纳米管和炭黑以及碳纤维的导电作用，最终使得该基于导电集料的水泥基导电复合材料具有良好的导电性能，能够更好的应用于电力系统接地建设中。

技术领域

本发明涉及水泥材料技术领域，特别是涉及一种基于导电集料的水泥基导电复合材料及其制备方法。

背景技术

自1824年波特兰水泥问世以来，混凝土经过了百余年的发展。它与其它的建筑材料，如钢材、木材、塑料等相比，原料来源广、工艺简单，因而生产成本低，并具有耐久、防火、适应性强、应用方便等特点。随着混凝土在实际工程中的应用，人类对混凝土材性进行不断的改善与挖掘，使混凝土的发展经历了普通混凝土、高强混凝土和高性能混凝土，其应用领域在逐步扩大。

其中，导电水泥材料因具有导电性能，且又不失混凝土在技术和性能上的优势使其具有广阔的发展领域和应用空间。导电水泥是指由凝胶材料(通常为水泥)、导电材料、介电骨料、水以及其他外加剂等组分，按照一定的配合比混合而成的复合材料。

导电水泥主要应用于力系统接地建设中，但现有技术的导电水泥材料还存在导电性能较低，因此，要将导电水泥很好的应用到电力系统接地建设中，必须进一步降低其电阻率。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种导电性能好的基于导电集料的水泥基导电复合材料。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于导电集料的水泥基导电复合材料，按重量份计包括以下组分：水泥650～750份、碳纤维10～20份、导电集料300～400份、减水剂5～8份、分散剂2～4份、消泡剂0.5～1.5份；

所述导电集料包括粘土和混合导电相，所述混合导电相包括碳纤维粉、碳纳米管和炭黑。

本发明的一种具体实施方式，按重量份计包括以下组分：水泥680～720份、碳纤维12～18份、导电集料320～380份、减水剂6～7份、分散剂3～3.5份、消泡剂0.8～1.2份。

本发明的一种具体实施方式，按重量份计包括以下组分：水泥680份、碳纤维15份、导电集料380份、减水剂6份、分散剂2份、消泡剂1份。

本发明的一种具体实施方式，按重量百分比计，所述导电集料的成分配比为：70～75％粘土、10～18％碳纤维粉、7～10％碳纳米管、5～10％炭黑。

本发明的一种具体实施方式，按重量百分比计，所述粘土的成分配比为：65～75％SiO₂、4～9％Fe₂O₃、14.5～19.6％Al₂O₃、2～5.2％K₂O，2～5.2％MgO，2～5.2％Na₂O。

本发明的一种具体实施方式，还包括以下附加技术特征至少其中之一：

所述炭黑的电阻率为0.25～0.35Ω·cm；

所述碳纤维的直径8～9.5μm，长度为12～17mm；

所述减水剂为聚羧酸减水剂；

所述分散剂为羟丙基甲基纤维素；

所述消泡剂为磷酸三丁酯。

种基于导电集料的水泥基导电复合材料的制备方法，包括以下步骤：