浅谈导电混凝土的导电组分材料分类及应用

浅谈导电混凝土的导电组分材料分类及应用

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一、引言

导电混凝土是指，由胶凝材料、介电骨料、导电相和水等根据一定的配合比混合而成一种多相复合材料，具备导电性和力学性能的混凝土。一般的混凝土电阻率高，正常在106~109Ω.cm范围内。干燥的混凝土电阻率更高，大概在1013Ω.cm[1]。对于交流电来讲，几乎是不导电的。但是因为混凝土中的水泥水化以后，混合物中有很多的离子电解质可以作为导电的介质，当混凝土水份增加时导电性能也会提高。潮湿的混凝土最低电阻率可到102~103Ω.cm[2]。若在一般的混凝土中加入一定的导电组分质料的话，就能够大大降低混凝土的电阻率。导电混凝土不仅能够在运用它的力学性能建造一般的建筑物，而且还可以运用导电混凝土的导电性，运用到电工、屏蔽电磁波干扰、电器加热、厂房防静电、钢筋防锈蚀阴极保护、构件抗压性能测定、建筑地面采暖、道路地面除冰雪等各个方面[3]。

二、导电混凝土导电组分材料分类

2.1石墨

石墨具有很好的导电性能，和一般的金属粉末相比较而言，具有很好的耐腐蚀、抗氧化性能好等化学稳定性。但是，想要使混凝土导电性到达理想的效果就需要增加混凝土中石墨的含量。此时需要就要需要大大的增加混凝土的用水量，这就会使混凝土的强度降低。所以，要想使石墨导电混凝土在建筑领域能够运用，只能用于对于混凝土强度要求不高的建筑领域。

2.2碳纤维

碳纤维具有良好的导电性能以及耐磨性和增强性等优点。碳纤维在运用导电混凝土中，不仅能发挥导电的性能，而且还会增强其力学性能。碳纤维的长径比大，掺入少量就可以获得很好的导电性能。其在空气中耐腐蚀，对大部分腐蚀性的物质都很稳定。在水泥基复合材料中加入适量的纤维可以有效的增强混凝土的力学性能，改善混凝土的粘结强度。除此之外，还具有压敏和温敏效应，可以对结构构件进行应力、应变和抗疲劳以及温度的自测，因此碳纤维导电混凝土具有多功能的特点[4]。

2.3钢纤维

钢纤维可以显著提高混凝土的混凝土的力学性能的特点，同时也可以发挥很好的导电功能。但是，钢钎维的电阻率和时间成正比，即随着时间的增长，钢纤维的电阻率也会增加，这是因为钢纤维在混凝土中会生成钝化膜，从而会增加了导电混凝土的电阻率。因此混凝土中不宜单独的使用钢钎维作为导电介质。可以考虑将钢纤维、碳纤维以及石墨等进行按比例混合配制导电混凝土。

2.4炭黑、碳质骨料

炭黑是一种实惠的导电材料，可以用运用到混凝土的配制方面。但是炭黑强度低，吸水率大，想要混凝土构建物满足力学性能的标准，那就必须增加混凝土的用水量才能满足工作性能，这就会导致水灰比增加，进而使混凝土强度降低。碳质骨料属于一种轻骨料而且吸水率平稳，拥有很好的导电性，吸水以后体积不会膨大，失水以后也不会使体积变小，即没有膨胀性。在建筑施工中，依据当时的条件，可以适时地把碳质骨料经过一定处理取代粗骨料，磨细以后也可以用作细骨料，以满足施工的需求。

2.5复合导电材料

在制备导电混凝土的过程中，为了能够使导电混凝土即达到导电的功能，又能满足其力学特性的要求。常常使用两种或多种导电材料，将导电颗粒材料和导电纤维材料，两种或多种材料进行结合使用，这样的话就可以充分发挥两者的优点，进而满足建筑使用的要求。

三、导电混凝土的应用

导电混凝土不仅拥有其他普通混凝土没有的导电性，并且拥有普通混凝土的力学性能，进而在许多的建筑的各个方面拥有非常大的应用前景。可以在抗电磁波干扰等作用，代替金属等屏蔽电磁波的效果。如运用在抗电磁屏蔽建筑；可以用作电工材料，在接地工程上的应用[5]；运用导电导电材料产生的热效应进行采暖和对道路机场的融冰化学；利用将力信号可以转化成电信号的特点，进行建筑构件的自测评估和高速公路的自动监控车辆的重量等。

四、结束语

导电混凝土已在实际工程中得到应用，由于导电混凝土的诸多优点，可以预测导电混凝土的应用将越来越广泛。结合导电材料的导电功能、电热效应、电磁效应、力—电型号转化性等性能。导电混凝土将会很好的为实际工程所服务。

参考文献

[1]叶青，张泽南，胡国军。掺碳纤维水泥基导电材料的物理性能研究[J].混凝土与水泥制品，1995,3：46-49.

[2]孙普生。英国研究出能快速变热的导电混凝土[J].石油工程建设，1998,6：54.

[3]高中民，刘洋。导电混凝土的研究与应用[J].科技咨讯，2011,15：89-90

[4]马世宁，刘晓军，张元龙。碳纤维导电混凝土道面机场除冰雪的研究应用[J].路基工程，2011（3）182-184

[5]秦志桂，王勇，毛仙鹤等。石墨导电混凝土的制备及在接地工程中的应用[J].新型建筑材料，2009,11：46-48