本發(fā)明涉及一種混凝土改性劑及其制備方法，具體涉及一種高強(qiáng)度導(dǎo)電改性劑及其制備方法，該導(dǎo)電劑能使得所得混凝土具有良好的導(dǎo)電性能和優(yōu)秀的強(qiáng)度。
背景技術(shù)：
在電力設(shè)備接地工程、建筑采暖和道路除冰等領(lǐng)域，導(dǎo)電混凝土日益受到重視。然而，目前的導(dǎo)電混凝土的強(qiáng)度普遍偏低，28天抗壓強(qiáng)度普遍不超過40MPa，這導(dǎo)致所得混凝土難以符合具有較高標(biāo)準(zhǔn)的工程的施工要求。
中國(guó)專利201310060359.3以碳納米管和炭黑作為主要導(dǎo)電原料，并與一定量的硅酸鹽和丙烯酸乳液混合，制備得到了一種改性劑，該改性劑可使得所得混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到44Mpa左右。雖然該專利使得混凝土的抗壓強(qiáng)度突破了40MPa，且具有較小的電阻率，然而其原料中的碳納米管工業(yè)成本較高，使得該改性劑較難推廣應(yīng)用。更為重要的是，其所得強(qiáng)度還不是很理想，離需要高強(qiáng)度的工程上應(yīng)用的要求還有較大差距。
另外，在解決導(dǎo)電性和強(qiáng)度問題的基礎(chǔ)上，如何兼顧環(huán)保性，對(duì)于國(guó)內(nèi)建筑工程領(lǐng)域而言，是具有重大意義的，其可以促進(jìn)產(chǎn)能的優(yōu)化和避免浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的之一在于提供一種混凝土改性劑，該改性劑，按重量份計(jì)，由如下組分組成：
石墨 50-90份
膨潤(rùn)土 30-40份
碳纖維 100-120份
格蕾絲纖維 10-15份
廢棄鋼渣或鐵渣 20-30份
丙烯酸乳液 15-25份；
其中，所述石墨的尺寸為700-800目；所述碳纖維的直徑為0.35-0.50mm，長(zhǎng)為25-30mm；所述格蕾絲纖維的直徑為0.25-0.30mm，長(zhǎng)為10-25mm。
優(yōu)選的，所述石墨的尺寸為750目。
優(yōu)選的，所述石墨、碳纖維和格蕾絲纖維的重量份數(shù)分別為55份、110份和12份。
優(yōu)選的，所述丙烯酸乳液的重量分?jǐn)?shù)為20份。
優(yōu)選的，所述廢棄鋼渣或鐵渣的尺寸不大于2mm。
如本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)例所示，利用本發(fā)明改性劑制備得到的混凝土不僅具有優(yōu)秀的導(dǎo)電性能，而且抗壓強(qiáng)度最高可達(dá)到98.6MPa。重要的是，本發(fā)明充分利用了廢棄的鋼渣和鐵渣，可在一定程度上促進(jìn)建筑廢材的回收利用。
在本發(fā)明的改性劑中，石墨的尺寸對(duì)于電阻率和抗壓強(qiáng)度均有較大的影響。當(dāng)石墨的尺寸小于700目時(shí)，電阻率出現(xiàn)明顯的上升，強(qiáng)度也急劇下降，當(dāng)尺寸介于750-800目時(shí)，所得混凝土具有較小的電阻率(為1.20-1.25Ω·m)，當(dāng)石墨的尺寸大于800目時(shí)，電阻率有所降低。石墨的摻雜量同樣影響電阻和抗壓強(qiáng)度，當(dāng)摻雜量過大時(shí)，抗壓強(qiáng)度急劇下降。
當(dāng)石墨、碳纖維和格蕾絲纖維的重量份數(shù)分別為55份、110份和12份時(shí)，所得混凝土的導(dǎo)電性能和抗壓強(qiáng)度最優(yōu)。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供制備上述改性劑的方法，該方法的步驟為：將所述各原料混合，高速攪拌均勻后，于120℃干燥2-3天，然后進(jìn)行研磨，即得。
本發(fā)明的有益效果：
1、本發(fā)明的改性劑所制得的混凝土的導(dǎo)電性能優(yōu)異，導(dǎo)電率低至1.20Ω·m；
2、本發(fā)明的改性劑所制得的混凝土的抗壓強(qiáng)度高，可高達(dá)98.6MPa；
3、本發(fā)明的改性劑在制備混凝土?xí)r，所需摻雜量少，僅需3％。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容所做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
準(zhǔn)備原料：
石墨 55份
膨潤(rùn)土 35份
碳纖維 110份
格蕾絲纖維 12份
廢棄鋼渣或鐵渣 30份
丙烯酸乳液 25份；
其中，石墨的尺寸為750目；碳纖維的直徑為0.35-0.50mm，長(zhǎng)為25-30mm；所述格蕾絲纖維的直徑為0.25-0.30mm，長(zhǎng)為10-25mm。
將所述各原料混合，高速攪拌均勻后，于120℃干燥2-3天，然后進(jìn)行研磨，即得。
實(shí)施例2
準(zhǔn)備原料：
石墨 80份
膨潤(rùn)土 35份
碳纖維 110份
格蕾絲纖維 12份
廢棄鋼渣或鐵渣 25份
丙烯酸乳液 20份；
其中，石墨的尺寸為780目；碳纖維的直徑為0.35-0.50mm，長(zhǎng)為25-30mm；所述格蕾絲纖維的直徑為0.25-0.30mm，長(zhǎng)為10-25mm。
將所述各原料混合，高速攪拌均勻后，于120℃干燥2-3天，然后進(jìn)行研磨，即得。
實(shí)施例3
準(zhǔn)備原料：
石墨 90份
膨潤(rùn)土 40份
碳纖維 100份
格蕾絲纖維 15份
廢棄鋼渣或鐵渣 30份
丙烯酸乳液 25份；
其中，石墨的尺寸為700目；碳纖維的直徑為0.35-0.50mm，長(zhǎng)為25-30mm；所述格蕾絲纖維的直徑為0.25-0.30mm，長(zhǎng)為10-25mm。
將所述各原料混合，高速攪拌均勻后，于120℃干燥2-3天，然后進(jìn)行研磨，即得。
實(shí)施例4
準(zhǔn)備原料：
石墨 50份
膨潤(rùn)土 30份
碳纖維 120份
格蕾絲纖維 10份
廢棄鋼渣或鐵渣 20份
丙烯酸乳液 15份；
其中，石墨的尺寸為800目；碳纖維的直徑為0.35-0.50mm，長(zhǎng)為25-30mm；所述格蕾絲纖維的直徑為0.25-0.30mm，長(zhǎng)為10-25mm。
將所述各原料混合，高速攪拌均勻后，于120℃干燥2-3天，然后進(jìn)行研磨，即得。
實(shí)施例5
除了石墨的尺寸為700目，重量份數(shù)為70份之外，其余與實(shí)施例4一致。
對(duì)比實(shí)施例1
除了石墨的尺寸為650目，重量份數(shù)為45份之外，其余與實(shí)施例1一致。
對(duì)比實(shí)施例2
除了石墨的尺寸為850目，重量份數(shù)為45份之外，其余與實(shí)施例1一致。
對(duì)比實(shí)施例3
除了石墨的重量份數(shù)為95份之外，其余與實(shí)施例1一致。
對(duì)比實(shí)施例4
除了沒有格蕾絲纖維之外，其余與實(shí)施例1一致。
對(duì)比實(shí)施例5
除了碳纖維和格蕾絲纖維的重量份數(shù)為12份和8份之外，其余與實(shí)施例1一致。
實(shí)驗(yàn)例
利用實(shí)施例1-5和對(duì)比實(shí)施例1-5所得改性劑，以3％的加入量制備混凝土，對(duì)所得混凝土的電阻率和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表1所示。
表1