專利名稱：一種電阻加熱混凝土材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電阻加熱混凝土材料。
背景技術(shù)：
寒冷地區(qū)每年中有大量時(shí)間處于冰凍時(shí)間并伴隨著大量降雪。另外，由于環(huán)境逐漸惡化，常常會(huì)出現(xiàn)一些極端天氣。此外，一些交通基礎(chǔ)設(shè)施，例如立交橋、高架橋和機(jī)場(chǎng)跑道等更易于結(jié)冰。冰雪嚴(yán)重影響著交通的通暢，同時(shí)對(duì)人身安全構(gòu)成極大威脅，造成了大量的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。目前的除冰雪技術(shù)主要采用人工、機(jī)械、或者化學(xué)(應(yīng)用除冰鹽)的方法，但是這些方法存在效率低、影響交通運(yùn)營(yíng)且對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境有損害等問(wèn)題。近年來(lái)發(fā)展電熱除冰雪方法，主要通過(guò)布設(shè)電熱組件或應(yīng)用電阻加熱混凝土來(lái)進(jìn)行交通基礎(chǔ)設(shè)施的融雪化冰。布設(shè)電熱組件存在對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)力學(xué)性能有影響的缺點(diǎn)，采用電阻加熱混凝土可克服這一缺點(diǎn)。但已有的電阻加熱混凝土主要存在發(fā)熱效率低，熱容大，導(dǎo)熱系數(shù)低，且長(zhǎng)期發(fā)熱效率不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的電阻加熱混凝土發(fā)熱效率低，長(zhǎng)期發(fā)熱效率不穩(wěn)定的問(wèn)題，提供一種電阻加熱混凝土材料。本發(fā)明的電阻加熱混凝土材料由鎳粉、膠結(jié)料、水和減水劑制成；其中鎳粉的粒徑為2 7微米，鎳粉的體積摻量為10% 25%;所述的膠結(jié)料為水泥，水泥中礦物質(zhì)摻合料的重量為水泥重量的0% 20%，所述的礦物質(zhì)摻合料包括硅灰、粉煤灰或礦渣；減水劑的摻量為膠結(jié)料質(zhì)量的0. 2% ；水膠比為0. 3 1。本發(fā)明的電阻加熱混凝土材料是采用鎳粒子復(fù)合混凝土材料制備的。由于鎳具有良好的機(jī)械性能、導(dǎo)熱性能(高熱導(dǎo)和低熱容)和導(dǎo)電性能，且耐強(qiáng)堿腐蝕(水泥內(nèi)部為堿性環(huán)境)，因此其與混凝土材料復(fù)合具有發(fā)熱效率高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、力學(xué)性能和耐久性好的優(yōu)點(diǎn)。在20伏的輸入電壓下，本發(fā)明的電阻加熱混凝土材料可以在25 50秒內(nèi)升溫50°C。在7.1伏的輸入電壓下(5.4瓦的輸入能量)，本發(fā)明的電阻加熱混凝土材料在 1500 2000秒內(nèi)升溫50°C，明顯優(yōu)于現(xiàn)有的自加熱混凝土材料(現(xiàn)有的最好材料在5. 6 瓦的輸入能量下，3000秒左右升溫40°C )。本發(fā)明的電阻加熱混凝土材料可以以涂層、夾層的形式布置于交通基礎(chǔ)設(shè)施中用于融雪化冰，還可以用于人行路、臺(tái)階、房屋、養(yǎng)殖場(chǎng)、以及溫室等地方進(jìn)行除冰雪或加熱取暖。


圖1為具體實(shí)施方式
十二和十三的電阻加熱混凝土材料的溫度隨時(shí)間變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料由鎳粉、膠結(jié)料、水和減水劑制成；其中鎳粉的粒徑為2 7微米，鎳粉的體積摻量為10% 25% ；所述的膠結(jié)料為水泥，水泥中礦物質(zhì)摻合料的重量為水泥重量的0% 20%，所述的礦物質(zhì)摻合料包括硅灰、 粉煤灰或礦渣；減水劑的摻量為膠結(jié)料質(zhì)量的0. 2% ；水膠比為0. 3 1。本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料的制備方法為向膠結(jié)料中加入水和減水劑， 采用混凝土攪拌機(jī)攪拌3 5分鐘，然后一邊加入鎳粉一邊再進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為5 15 分鐘，即得到電阻加熱混凝土材料；其中膠結(jié)料由水泥和礦物質(zhì)摻合料組成，礦物質(zhì)摻合料的重量為水泥重量的0% 20%，所述的礦物質(zhì)摻合料包括硅灰、粉煤灰或礦渣；減水劑的摻量為膠結(jié)料質(zhì)量的0. 2%;水膠比為0. 3 1 ；鎳粉的粒徑為2 7微米，鎳粉的體積摻量為10% 25%。本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料具有發(fā)熱效率高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、力學(xué)性能和耐久性好的優(yōu)點(diǎn)。在20伏的輸入電壓下，本發(fā)明的電阻加熱混凝土材料可以在25 50秒內(nèi)升溫50°C。在7.1伏的輸入電壓下(5. 4瓦的輸入能量)，本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料在1500 2000秒內(nèi)升溫50°C，具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是鎳粉的粒徑為3 6 微米。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是鎳粉的粒徑為4 5 微米。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是鎳粉的體積摻量為15% 20%。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是鎳粉的體積摻量為12%。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是鎳粉的體積摻量為17.1%。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是水泥中礦物質(zhì)摻合料的重量為水泥重量的5% 15%。其它與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是水泥中礦物質(zhì)摻合料的重量為水泥重量的10%。其它與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是減水劑的摻量為膠結(jié)料質(zhì)量的0. 5% 1. 5%。其它與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是減水劑的摻量為膠結(jié)料質(zhì)量的1%。其它與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十之一不同的是水膠比為 0.5 0.8。其它與具體實(shí)施方式
一至十之一相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料由鎳粉、膠結(jié)料、水和減水劑制成；其中鎳粉的粒徑為3 7微米，鎳粉的體積摻量為17. 1% ；所述的膠結(jié)料為水泥， 水泥中礦物質(zhì)摻合料的重量為水泥重量的0% ；減水劑的摻量為膠結(jié)料質(zhì)量的；水膠比為 0. 6。本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料的溫度隨時(shí)間變化的曲線如圖1中的曲線2所示，由圖1可以看出，在20伏的輸入電壓下，本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料可以在沈秒升溫50°C。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料由鎳粉、膠結(jié)料、水和減水劑制成；其中鎳粉的粒徑為2. 6 3. 3微米，鎳粉的體積摻量為12%;所述的膠結(jié)料為水泥， 水泥中礦物質(zhì)摻合料的重量為水泥重量的10%，所述的礦物質(zhì)摻合料為礦渣；減水劑的摻量為膠結(jié)料質(zhì)量的0. 5% ；水膠比為1。本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料的溫度隨時(shí)間變化的曲線如圖1中的曲線1所示，由圖1可以看出，在20伏的輸入電壓下，本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料可以在48 秒升溫50°C。在7. 1伏的輸入電壓下(5. 4瓦的輸入能量)，本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料在1997秒溫度從21. 7°C升到70. 5°C，明顯優(yōu)于已有的自加熱混凝土材料(已有的最好材料在5. 6瓦的輸入能量下四50秒溫升從19°C升高到60. 3°C )。在15伏的輸入電壓下，本實(shí)施方式的電阻加熱混凝土材料可以在_16°C的條件下 478秒內(nèi)融化3mm厚的冰，在_5. 3°C條件下368秒內(nèi)融化20mm厚的雪。
權(quán)利要求
1.一種電阻加熱混凝土材料，其特征在于電阻加熱混凝土材料由鎳粉、膠結(jié)料、水和減水劑制成；其中鎳粉的粒徑為2 7微米，鎳粉的體積摻量為10% 25%;所述的膠結(jié)料為水泥，水泥中礦物質(zhì)摻合料的重量為水泥重量的0% 20%，所述的礦物質(zhì)摻合料包括硅灰、粉煤灰或礦渣；減水劑的摻量為膠結(jié)料質(zhì)量的0. 2% ；水膠比為0. 3 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電阻加熱混凝土材料，其特征在于鎳粉的粒徑為3 6 微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電阻加熱混凝土材料，其特征在于鎳粉的體積摻量為 15% 20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電阻加熱混凝土材料，其特征在于鎳粉的體積摻量為 12%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電阻加熱混凝土材料，其特征在于鎳粉的體積摻量為 17. 1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電阻加熱混凝土材料，其特征在于水泥中礦物質(zhì)摻合料的重量為水泥重量的5% 15%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電阻加熱混凝土材料，其特征在于水泥中礦物質(zhì)摻合料的重量為水泥重量的10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電阻加熱混凝土材料，其特征在于減水劑的摻量為膠結(jié)料質(zhì)量的0.5% 1.5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電阻加熱混凝土材料，其特征在于減水劑的摻量為膠結(jié)料質(zhì)量的1%。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電阻加熱混凝土材料，其特征在于水膠比為0.5 0. 8。
全文摘要
一種電阻加熱混凝土材料，涉及一種電阻加熱混凝土材料。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的電阻加熱混凝土發(fā)熱效率低，長(zhǎng)期發(fā)熱效率不穩(wěn)定的問(wèn)題。本發(fā)明的電阻加熱混凝土材料由鎳粉、水泥、水和減水劑制成。本發(fā)明的電阻加熱混凝土材料的發(fā)熱效率高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、力學(xué)性能和耐久性好。應(yīng)用于電熱除冰雪領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C04B28/00GK102173666SQ20111002390
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者余遜, 韓寶國(guó) 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)