專利名稱：一種導電性能穩(wěn)定的高強導電集料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及ー種導電性能穩(wěn)定的高強導電集料的制備方法。
背景技術(shù)：
導電混凝土是ー種智能化、多功能新型特種功能混凝 土，但是使用普通集料制備導電混凝土時，普通集料會阻斷導電網(wǎng)絡的聯(lián)通，影響導電混凝土的性能。有研究顯示具備一定導電性能的導電集料能夠參與到分散在水泥石中的導電相形成的導電網(wǎng)絡中去。目前制備導電集料的研究方法主要有兩方面，一是在基體材料中添加金屬系導電相制備導電集料，ニ是在基體材料中添加石墨、炭黑等導電相制備導電集料。使用金屬系導電相制備的集料作為導電集料使用時，導電相容易腐蝕，因而其導電性能在后期下降明顯，耐久性不好。而石墨、炭黑制備的導電集料由于導電相本身的強度較差會使集料的強度下降明顯。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種導電性能穩(wěn)定的高強導電集料的制備方法，該方法制備的導電集料的強度較高、電阻率穩(wěn)定性好。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種導電性能穩(wěn)定的高強導電集料的制備方法，其特征是它包含以下步驟
1)、將粘土烘干后,粉磨,過150um的篩,得到粘土粉末；
2)、制備十二烷基苯磺酸鈉溶液濃度為I.0-1. 4X10_2mol/L，按碳納米管質(zhì)量為十二烷基苯磺酸鈉溶液質(zhì)量5%，將直徑為20-60nm、長徑比為200-500的碳納米管加入到該十二烷基苯磺酸鈉溶液中分散，然后加入占十二烷基苯磺酸鈉溶液質(zhì)量O. 03-0. 05%的消泡劑磷酸三丁酯消除氣泡，得到分散好的碳納米管溶液；
3)、按碳納米管質(zhì)量為粘土粉末質(zhì)量的4-8%，將粘土粉末加入到分散好的碳納米管溶液中進行濕混，再次烘干粉磨造粒后，過150um的篩，得到混合料，待用；
4)、使用鋼制模具在60KN壓カ作用下壓制混合料，得到直徑約為3.5cm，高約為2. 4cm的圓片狀坯料；壓制成型后的坯料使用N2作為保護氣氛，在1050-1150°C下煅燒10-40min，隨爐冷卻后，即得到導電性能穩(wěn)定的高強導電集料。本發(fā)明的方法制備的集料既有金屬系導電集料的強度又有碳系導電集料的耐久性。本發(fā)明的方法能夠使導電集料有著金屬系導電集料和碳系導電集料的優(yōu)點，避免了它們的缺點。金屬系導電集料制備成導電混凝土后，導電集料中的金屬導電相容易被腐蝕，因而其導電性能會越來越差，耐久性能不好。而碳系導電集料由于導電相本身的強度較差，容易造成導電集料強度的顯著下降。碳納米管具有低密度、高硬度、高強度，具有較高的長徑比，在較低摻量下就能形成導電網(wǎng)絡并且由于尺寸較小容易燒結(jié)到粘土顆粒中去，將粘土顆粒連接起來，增強了集料強度；而且碳納米管化學穩(wěn)定性好，在混凝土環(huán)境中也不會被腐蝕，因而制備的集料耐久性能較好，即制備的導電集料同時兼顧了強度和耐久性的需求。碳納米管由于較強的范德華力，容易團聚在一起，本制備方法將碳納米管預分散在十二烷基苯磺酸鈉溶液中，然后加入粘土基體進行濕混，能夠充分將碳納米管分散在基體材料中，更好的形成導電網(wǎng)絡。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明方法制備的導電集料的導電性好，強度較高，電阻率穩(wěn)定性好，可作為導電集料應用到導電混凝土的制備中。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進ー步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。實施例I :
一種導電性能穩(wěn)定的高強導電集料的制備方法，它包含以下步驟
1)、將粘土烘干后,粉磨,過150um的篩,得到粘土粉末；
2)、制備十二烷基苯磺酸鈉溶液濃度為I.2X 10_2mOl/L，按碳納米管質(zhì)量為十二烷基苯磺酸鈉溶液質(zhì)量5%，將直徑為20-30nm、長徑比為200-300的碳納米管加入到該十二烷基苯磺酸鈉溶液中分散，然后加入占十二烷基苯磺酸鈉溶液質(zhì)量O. 03-0. 05%的消泡劑磷酸三丁酷消除氣泡，得到分散好的碳納米管溶液；
3)、按碳納米管質(zhì)量為粘土粉末質(zhì)量的4%，將粘土粉末加入到分散好的碳納米管溶液中進行濕混，再次烘干粉磨造粒后，過150um的篩，得到混合料，待用；
4)、使用鋼制模具在60KN壓カ作用下壓制混合料，得到直徑約為3.5cm，高約為2. 4cm的圓片狀坯料；壓制成型后的坯料使用N2作為保護氣氛，在1050°C下煅燒30min，隨爐冷卻后，即得到導電性能穩(wěn)定的高強導電集料。將導電集料燒制成特定的圓片狀后，采用ニ電極法測試集料的電阻率，使用上述方法制備得到的高強導電集料與以石墨為導電相的導電集料及以鐵粉為導電相的導電集料的性能對比如表I所示
表I不同導電相制備的導電集料的性能對比
權(quán)利要求
1.一種導電性能穩(wěn)定的高強導電集料的制備方法，其特征是它包含以下步驟 . 1)、將粘土烘干后,粉磨,過150um的篩,得到粘土粉末； . 2)、制備十二烷基苯磺酸鈉溶液濃度為I.0-1. 4X10_2mol/L，按碳納米管質(zhì)量為十二烷基苯磺酸鈉溶液質(zhì)量5%，將碳納米管加入到該十二烷基苯磺酸鈉溶液中分散，然后加入占十二烷基苯磺酸鈉溶液質(zhì)量O. 03-0. 05%的消泡劑磷酸三丁酯消除氣泡，得到分散好的碳納米管溶液； . 3)、按碳納米管質(zhì)量為粘土粉末質(zhì)量的4-8%，將粘土粉末加入到分散好的碳納米管溶液中進行濕混，再次烘干粉磨造粒后，過150um的篩，得到混合料，待用； .4)、使用鋼制模具壓制混合料，得到圓片狀坯料；壓制成型后的坯料使用N2作為保護氣氛，在1050-1150°C下煅燒10-40min，隨爐冷卻后，即得到導電性能穩(wěn)定的高強導電集料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種導電性能穩(wěn)定的高強導電集料的制備方法，其特征是，碳納米管的直徑為20-60nm、長徑比為200-500。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種導電性能穩(wěn)定的高強導電集料的制備方法，其特征是，圓片狀坯料的直徑為3. 5cm、高為2. 4cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種導電性能穩(wěn)定的高強導電集料的制備方法，其特征是，壓制是在60KN壓カ作用下進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導電集料的制備方法。一種導電性能穩(wěn)定的高強導電集料的制備方法，其特征是它包含以下步驟1)、將粘土烘干后，粉磨，過150um的篩，得到粘土粉末；2)、制備十二烷基苯磺酸鈉溶液濃度為1.0-1.4×10-2mol/L，將直徑為20-60nm、長徑比為200-500的碳納米管加入到該十二烷基苯磺酸鈉溶液中分散，然后加入消泡劑磷酸三丁酯消除氣泡；3)、按碳納米管質(zhì)量為粘土粉末質(zhì)量的4-8%，將粘土粉末加入到分散好的碳納米管溶液中進行濕混，再次烘干粉磨造粒后，過150um的篩；4)、壓制成型后的坯料使用N2作為保護氣氛，在1050-1150℃下煅燒10-40min，隨爐冷卻后，即得到導電性能穩(wěn)定的高強導電集料。本發(fā)明導電性好、強度較高、電阻率穩(wěn)定性好。
文檔編號C04B14/32GK102701621SQ20121017608
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者何永佳, 劉文博, 呂林女, 胡曙光 申請人:武漢理工大學