石墨碳纤维导电混凝土制备及接地特性研究

选取碳纤维、石墨为导电相材料制备用于接地工程的导电混凝土,对石墨碳纤维导电混凝土的拌合工艺、配合比和接地特性进行了试验研究。结果表明,当碳纤维掺量0.6%、石墨掺量2%、单位用水量240 kg、砂率32%并采用半干拌法拌合工艺时,导电混凝土具有良好的导电性能和力学性能;混凝土电阻率随龄期增长趋于稳定,稳定值为1.62Ω·m左右,电阻率在-10～60℃范围内的变化幅度小于0.52Ω·m,随环境湿度变化电阻率的变化幅度小于0.28Ω·m,导电性能稳定;导电混凝土28 d抗压强度达到37.3 MPa,抗折强度达到5.0 MPa,满足接地材料的力学性能要求。     

石墨和碳纤维对混凝土导电性能的影响及机理分析

采用石墨和碳纤维作为导电相材料制备了导电混凝土,研究了导电相材料的掺量和掺入方式、水胶比、养护龄期以及施加电压对导电混凝土导电性能的影响。结果表明：单掺时,随着石墨或碳纤维掺量的增加,试件的电阻率降低,导电性能提高;复掺石墨与碳纤维试件的电阻率比单掺石墨或碳纤维的试件更低,导电性能更好,最佳复掺比例为石墨6%+碳纤维1.0%;试件的电阻率随着水胶比、施加电压的增加而减小,随着养护龄期的增加而增大;与单掺组试件相比,复掺组试件的电阻率受水胶比、施加电压和养护龄期的影响相对较小。     

石墨-水泥灌浆材料导电性能的试验研究

石墨-水泥灌浆材料采用低价的工业石墨粉作为导电材料,兼有导电材料的导电特性和灌浆材料高流动性的特点,适合材料用量较大的防雷接地工程。通过试验研究了石墨-水泥灌浆材料的导电规律和试件质量。试验发现,材料电阻率随石墨掺量的增加而变小,随龄期增长而变大,石墨掺量大的试件极易开裂,工业石墨粉对水泥基材料电阻率的降低效果不明显。石墨掺量过高、过低的试件电阻率离散性较大,试件质量不易控制。     

石墨-水泥灌浆材料导电性能的试验研究

石墨-水泥灌浆材料采用低价的工业石墨粉作为导电材料,兼有导电材料的导电特性和灌浆材料高流动性的特点,适合材料用量较大的防雷接地工程.通过试验研究了石墨-水泥灌浆材料的导电规律和试件质量.试验发现,材料电阻率随石墨掺量的增加而变小,随龄期增长而变大,石墨掺量大的试件极易开裂,工业石墨粉对水泥基材料电阻率的降低效果不明显.石墨掺量过高、过低的试件电阻率离散性较大,试件质量不易控制.     

石墨导电混凝土的制备及在接地工程中的应用

为解决某接地工程中要求降阻材料同时具有低电阻率和一定抗压强度特性的难点,制备了石墨导电混凝土,研究了电阻率和28d抗压强度随石墨掺量变化的情况,确定了石墨掺量的渗滤阈值.利用自然失重法测量了镀锌扁钢在石墨导电混凝土中的腐蚀速率为0.0072 mm/a.工程选用石墨掺量为10%的导电混凝土,使得接地装置的工频接地电阻均不大于0.5Ω,符合设计要求.     

三相导电混凝土强度及导电性能试验研究

为优化碳纤维-钢纤维-石墨三相导电混凝土中三种导电材料的组成比例,试验研究了三种材料掺量以及石墨细度对混凝土抗压强度和导电性能的影响,并通过灰关联分析得出三种材料对导电性能影响的显著程度。结果表明,碳纤维掺量越大,混凝土导电性能越好,当碳纤维掺量大于0.8%时,电阻率趋于稳定,当碳纤维掺量为0.4%时强度最大,初步确定碳纤维掺量为0.4%;电阻率与碳纤维掺量之间呈对数规律变化;养护龄期越长,导电性能越差,当龄期超过21d后,导电性能趋于稳定;石墨颗粒越细混凝土强度越低,导电性能越好,其中石墨细度为400目和600目时导电性能极为接近;随着石墨掺量的增大,抗压强度和电阻率逐渐减小,当石墨掺量超过8%时,导电性能趋于稳定。综合确定碳纤维、钢纤维和石墨掺量分别为0.5%、0.8%和5%时,混凝土导电性能最好,同时具有较高的强度;三种导电材料对混凝土导电性能影响的显著程度是:碳纤维石墨钢纤维。     

水泥基石墨钢纤维复合材料性能研究

利用钢纤维和石墨为导电相,采用水泥砂浆渗浇方法,成功配制出水泥及导电复合材料,即石墨水泥砂浆渗浇钢纤维混凝土(Graphite Slurry Infiltrated Fiber Concrete,简称GSIFCON)。研究了石墨和钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响规律,以及GSIFCON通电升温规律。试验结果表明,石墨及钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响均有明显的渗滤阈值存在。当石墨和钢纤维掺量在达渗滤阈值时,可使GSIFCON的电阻率降低约100倍。在66.66V/m电压降的绝热条件下,GSIFCON的温升速度可达10℃/h左右。本文对GSIFCON材料的电阻率变化机理进行了分析,提出了GSIFCON导电原理模型。     

基于力阻的碳纤维粉改性砂浆自监测性能分析

以碳纤维粉为导电相材料,对水泥砂浆开展改性试验,分析了碳纤维粉掺量、龄期、压应力与试件电阻率的关系.随着龄期增加,各试件的电阻率先增后减,表明试件电阻率与水化程度相关.在水化完成后,C-2试件接近于渝渗阈值,电阻率均随压应力的增大而减小,具有较优的自监测性能.     

三相导电混凝土拌和工艺及配合比试验研究

选取碳纤维、石墨和钢纤维为导电相材料制备接地特性良好的三相导电混凝土,对其拌和工艺、配合比及接地特性进行了试验研究。结果表明,三相导电混凝土的最优配合比为:碳纤维掺量0.4%、石墨掺量2%、钢纤维掺量0.8%,按此配比制备的三相导电混凝土28 d抗折、抗压强度分别为6.1、36.5 MPa,电阻率为1.97Ω·m,符合接地材料力学性能和导电性能要求。电阻率在-10～60℃范围内的变化幅度为0.56Ω·m,随环境湿度变化电阻率的变化幅度为0.28Ω·m,具有优良的电阻稳定性。     

用于融冰化雪的炭黑轻集料导电混凝土的配制和性能

配制了新型的炭黑轻集料混凝土,对其电阻率、抗压强度、密度与炭黑掺量、龄期、灰砂比等的关系进行了研究。结果表明:炭黑轻集料混凝土的电阻率随炭黑掺量的变化呈现明显的滤渗特征,滤渗区对应的炭黑掺量在0.3%~1.39%这一区间,在这一区间电阻率下降最明显。炭黑掺量低于滤渗阈值时龄期对炭黑轻集料混凝土电阻率有较大的影响,当炭黑掺量高于渗流阈值时龄期对电阻率的影响较小。炭黑掺量增加,炭黑轻集料混凝土抗压强度降低,密度越小。提高灰砂比能使提高炭黑轻集料混凝土的抗压强度。当炭黑的体积掺量为1.94%,灰砂比为2.43~5.2时,炭黑轻集料混凝土抗压强度达到34~38 MPa,电阻率为82.6~100Ω.cm,密度为1 822~1 866 kg/m3。这种材料具有轻质、高强、高导电性的特点,可用于道路融冰化雪。     

基于振动搅拌技术的碳纤维接地导电混凝土制备及性能研究

采用振动搅拌技术,选取碳纤维为导电相制备用于杆塔基础接地的导电混凝土,并对碳纤维导电混凝土的振动搅拌工艺参数、配合比和接地性能进行了试验研究.结果表明:采用振动搅拌技术制备碳纤维导电混凝土的最优工艺参数组合为:干拌时间10 s、湿拌时间70 s、加碳纤维搅拌时间60 s;最优配合比为:碳纤维掺量0.3％、水灰比0.46...     

混杂纤维对活性粉末混凝土压敏性的影响

混杂纤维活性粉末混凝土(简称HFRPC)强度高,可以作为压力传感器,利用这种性能制备强度高的HFRPC压敏传感器。针对不同掺量钢纤维与碳纤维的混杂纤维活性粉末混凝土,研究了28 d标准养护后抗折、抗压强度、电阻率和在单调荷载下的压敏性。结果表明:随着混杂纤维掺量的增加,HFRPC抗折强度有较大提升、抗压强度比较稳定、电阻率显著降低、压敏性明显提升。优选混杂纤维体积掺量为钢纤维1%+碳纤维0.5%的配合比,RPC具有较高的强度和优良的压敏性。     

纤维增强混凝土导电性能的研究与应用

纤维增强混凝土的导电行为作为一个新的研究方向日渐成为研究热点。本文研究了碳纤维增强水泥混凝土的电导性能，讨论了纤维掺量和纤维长度对导电的影响，并通过扫描电镜观察，探讨体系导电行为与体系内碳纤维渗流结构关系。另外还研究了体系在三点弯曲负荷下，电阻相对变化与荷载挠度曲线对应关系。研究结果表明，碳纤维增强水泥混凝土材料结构中存在电导渗流现象，能够作为本征机敏材料反应试件受载时的应力应变关系。     

石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土导电性能研究

利用钢纤维和石墨为导电相,采用渗浇工艺成功配制出水泥基导电复合材料,即石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土(graphite slurry infiltrated fiber concrete,简称GSIF-CON).试验研究了石墨和钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响规律.试验结果表明,石墨及钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响明显,并均存在渗滤阈值.当石墨和钢纤维掺量达渗滤阈值时,可使GSIFCON的电阻率降低约100倍.通过对SIFCON(slurry infil-trated fiber concrete)和GSIFCON两种复合材料的电阻率变化机理进行分析,提出了SIFCON和GSIFCON导电机理模型.     

碳纤维—硫铝酸盐水泥复合材料的制备及其性能研究

本文以硫铝酸盐水泥为基体材料,以改性后的碳纤维为功能导电组分,采用浇筑成型制备出碳纤维—水泥基导电复合材料,并对该种材料的力电性能进行了研究。扫描电子显微镜分析发现,改性后的碳纤维表面纤维层部分被腐蚀,并在表面出现了凹坑。能谱分析发现,改性后碳纤维表面成分中多了钾、钠、钙等元素。该复合材料的抗压强度随碳纤维的掺入量增加而增加。当掺入量为0.6%时,强度达到最大值。试样的电阻率随碳纤维掺入量增加而逐渐降低,当掺入量达到0.8%时,其电阻率达到最小值。其中,重铬酸钾改性后碳纤维的性能优于高锰酸钾改性后碳纤维的性能。     

基于通用旋转组合设计的层布式混杂纤维混凝土配合比研究

采用四因子二次回归通用旋转组合设计,对影响层布式碳纤维-聚丙烯混杂纤维混凝土力学性能的主要因素：水胶比、粉煤灰掺量、聚丙烯纤维掺量和碳纤维掺量,进行配合比试验,建立数学模型并确定其最优配比。结果表明：二次多项式回归模型可用于层布式混杂纤维混凝土28 d抗压强度和抗折强度回归方程的建立。层布式碳纤维-聚丙烯混杂纤维混凝土...     

耐碱玻纤和粉煤灰对轻质混凝土强度及冻融耐久性的影响研究

以陶粒为粗骨料制备了轻质混凝土试件,研究了耐碱玻纤、粉煤灰增强材料对轻质混凝土的力学性能及冻融耐久性的影响。结果表明,随着耐碱玻纤掺量的增加,同一龄期轻质混凝土试件的抗压强度、抗拉强度先增大后减小;过高的耐碱玻纤掺量不利于强度的增长,且耐碱玻纤对试件抗拉强度的影响大于抗压强度,其最优掺量为0.6 kg/m^3;掺入适量的粉煤灰(≤15%)能提高轻质混凝土的强度,提升幅度与掺量成正比,但掺量较大时对强度不利;与未掺耐碱玻纤的试件相比,当耐碱玻纤掺量低于0.6 kg/m^3和1.0 kg/m^3时,能分别提升试件的相对动弹性模量和降低质量损失率,改善幅度与耐碱玻纤的掺量正相关;粉煤灰掺量低于15%时有利于提高试件的冻融耐久性,但掺量较高(≥20%)则会降低试件的冻融耐久性指标。     

聚丙烯纤维煤矸石保温混凝土抗压性能试验研究

在设计强度为C35的煤矸石保温混凝土中分别掺入0.05%、0.1%、0.15%和0.2%的聚丙烯纤维(PPF),并对3 d、7 d、14 d及28 d龄期下的混凝土试件进行立方体抗压强度试验。试验结果表明,在各龄期下,立方体抗压强度随着PPF掺量的增加,均呈现出先上升后下降的趋势,在纤维掺量为0.05%时提高最大;纤维的掺入可以有效提高煤矸石保温混凝土的早期抗压强度。根据试验结果建立了PPF煤矸石保温混凝土的抗压强度预测模型,依据7 d的抗压强度可以较好地预测28 d抗压强度。     

钢筋侧面电极导电发热混凝土的制作及性能研究

利用钢筋良好的导电性来制作碳纤维导电发热混凝土的侧面电极,并进行了相关的试验研究.通过研究发现此种侧面钢筋电极发热混凝土的电阻稳定期要比普通混凝土的固化时期长,电阻随电压的变化不是很明显,即电阻是比较稳定的.采用细不锈钢钢筋作侧面电极时导电发热混凝土的电阻率较低.电热试验表明此发热混凝土可以达到较好的发热效果.所做的研究将可以有效提高导电发热混凝土铺层的强度,促进其实际应用.