無腐蝕導電材料、導電混凝土及混凝土基礎接地裝置製造方法
2023-10-06 16:39:19 2
無腐蝕導電材料、導電混凝土及混凝土基礎接地裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種導電材料，以及所述導電材料在混凝土及混凝土基礎接地裝置中的應用。一種無腐蝕導電材料，以重量百分比表示，含有導電纖維20%-60%；防腐阻鏽劑8%-15%，矽酸鹽水泥30%-70%；一種導電混凝土，以重量百分比表示，含有所述無腐蝕導電材料25%-47.6%；沙19%-32.5%；石子33.40%-45.5%，然後用水混均製成；一種混凝土基礎接地裝置，由所述的無腐蝕導電材料以及沙、石和水混制的導電混凝土澆築而成，在所述混凝土基礎內設置有接地鋼筋網。發明無腐蝕導電材料、導電混凝土以及混凝土基礎接地裝置，具有很好的導電特性，滿足接地裝置接地電阻值的設計運行要求。
【專利說明】無腐蝕導電材料、導電混凝土及混凝土基礎接地裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種導電材料，以及所述導電材料在混凝土及混凝土基礎接地裝置中的應用。
【背景技術】
[0002]接地裝置滿足接地電阻的設計運行要求，是電力、鐵路、石油天然氣、通信設施安全穩定運行的可靠保障。
[0003]目前電力輸電線路杆塔接地裝置傳統的設計施工方案，都是採用擴大地網面積，人工敷設鋼接地極的方法滿足接地裝置接地電阻值的要求。土壤電阻率高的地區，要求開挖長度在700米左右，造成植被破壞嚴重，賠地、賠青費用極高，人力物力資源浪費極大。
[0004]混凝土基礎的自然接地裝置，滿足接地電阻設計要求的關鍵是導電材料。因此，為了設施安全穩定運行、滿足環保要求以及施工的方便，對無腐蝕導電材料以及自然接地裝置進行有益的研究和探索，是很有積極意義的。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有技術存在的問題，提出一種無腐蝕導電材料，及由所述無腐蝕導電材料與沙、石、水配伍混合形成的一種導電混凝土，以及利用該導電混凝土和鋼筋網組成的自然接地裝置。
[0006]為了實現上述目的，本發明所採用的技術方案是:
一種無腐蝕導電材料，以重量百分比表示，含有導電纖維20%-60%;防腐阻鏽劑8%-15%，矽酸鹽水泥30%-70%。
[0007]所述的無腐蝕導電材料，含有導電纖維30%_50% ；防腐阻鏽劑8%_12%，矽酸鹽水泥40%-60%。
[0008]所述的無腐蝕導電材料,含有導電纖維40%_50% ；防腐阻鏽劑8%_12%，矽酸鹽水泥40%-50%。
[0009]所述的無腐蝕導電材料,含有導電纖維30%_40% ；防腐阻鏽劑10%_12%，矽酸鹽水泥 50%-60%。
[0010]所述的無腐蝕導電材料，含有導電纖維40%-60% ;防腐阻鏽劑10%_15%，矽酸鹽水泥 30%-50%。
[0011]所述的無腐蝕導電材料，防腐阻鏽劑採用亞硝酸鹽:亞硝酸鈉或亞硝酸鈣。
[0012]所述的無腐蝕導電材料，導電纖維採用金屬鋼纖維。
[0013]一種導電混 凝土，含有前述的無腐蝕導電材料，以及沙、石，水，以重量百分比表示，含有所述無腐蝕導電材料25%-47.6% ;沙19%-32.5% ;石子33.40%_45.5% ;前述材料用水混均製成所述導電混凝土。
[0014]一種混凝土基礎接地裝置，包括混凝土基礎，以及設置在所述混凝土基礎內的接地鋼筋網，所述混凝土基礎由前述的無腐蝕導電材料，以及沙、石和水混制的導電混凝土澆築而成。
[0015]發明的有益積極效果:
1、本發明無腐蝕導電材料，具有很好的導電特性，同時對混凝土中設置的鋼筋網有很好的保護作用，可以使接地電阻長期穩定。滿足無腐蝕導電材料接地電阻值的設計運行要求:(1)電阻率P < 2Ω.m (試品放置一周後，電流電壓法測試),⑵腐蝕試驗,埋入地下60天後，外觀檢查，鋼纖維表面光滑，無腐蝕痕跡。能很好地在工程中使用。 [0016]2、本發明無腐蝕導電材料，適應於不同氣象環境，以及不同的地質狀況，適用於各種環境條件下的自然接地裝置。引領接地裝置設計施工的新方向，具有較高推廣的創新內涵，易轉化為規模化生產的高新產業。無腐蝕導電材料在接地工程中的應用，具有廣闊的市場前景，其推廣應用，必將能帶來巨大的經濟效益與社會效益。
[0017]3、採用本發明無腐蝕導電材料製作的導電混凝土，其電阻率P≤10Ω.m，具有很好的導電特性，與內設鋼筋網的優化組合，是杆塔理想的自然接地裝置。本發明衝擊電流耐受要求Λ R% ( 20%,即使在雷電流洩放時，接地電阻穩定，混凝土也不會受任何影響。抗壓強度在C30-C60之間，能夠根據設計要求，製作出不同等級抗壓強度的新型混凝土，適應於所有的混凝土基礎自然接地裝置的接地工程。
[0018]4、本發明導電混凝土，能夠使自然接地裝置滿足接地電阻值要求；採用無腐蝕導電材料與符合要求的沙、石、水混合製作而成，能夠改善混凝土的導電特性；有增加抗壓、抗折強度的作用，增加了混凝土的抗壓強度、抗折強度，能夠延長混凝土基礎的使用壽命，使設備運行更加穩定可靠。
[0019]5、由本發明導電混凝土及混凝土中編制的洩流金屬網製成的自然接地裝置，滿足接地電阻值的設計運行要求，能夠有效保護混凝土中鋼筋網不受腐蝕。這種洩流坑形式的接地裝置，對於電流密度梯度遞減，對於滿足接地電阻值的要求，有事半功倍的作用。
[0020]6、採用本發明自然接地裝置，可以克服傳統接地方式的不足，最大限度的減少或者不做人工接地就能夠滿足接地裝置接地電阻值要求。能夠大量減少地網面積和工程開挖量，降低賠地、賠青費用，可以節約大量的人力、物力資源，降低工程造價。同時，可以避免重複施工造成的植被破壞，有利於生態環境保護。
【具體實施方式】
[0021]本發明無腐蝕導電材料，以重量百分比表示，含有導電纖維20%_60% ;防腐阻鏽劑8%-15%，娃酸鹽水泥30%-70%。其中導電纖維採用鋼纖維，防腐阻鏽劑可採用亞硝酸鈉或亞硝酸鈣，以下各實施例以使用亞硝酸鈉為例說明。
[0022]實施例⑴:本實施例的無腐蝕導電材料，其組成按重量百分比含量表示，包括:鋼纖維60%,亞硝酸鈉10%,娃酸鹽水泥30%。
[0023]實施例⑵:本實施例的無腐蝕導電材料，組成為:鋼纖維50%，亞硝酸鈉8%，矽酸鹽水泥42%。
[0024]實施例⑶:本實施例的無腐蝕導電材料，組成為:鋼纖維48%，亞硝酸鈉12%，矽酸鹽水泥40%。
[0025]實施例⑷:本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維45%,亞硝酸鈉15%,娃酸鹽水泥40%。[0026]實施例(5):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維42%,亞硝酸鈉13%,娃酸鹽水泥45%。
[0027]實施例(6):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維40%，亞硝酸鈉11%，矽酸鹽水泥49%。
[0028]實施例(7):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維38%,亞硝酸鈉12%,娃酸鹽水泥50%。
[0029]實施例(8):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維35%,亞硝酸鈉10%,娃酸鹽水泥55%。 [0030]實施例(9):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維33%,亞硝酸鈉14%,娃酸鹽水泥53%。
[0031]實施例(10):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維30%，亞硝酸鈉9%，矽酸鹽水泥61%。
[0032]實施例(11):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示,原料組成為:鋼纖維28%，亞硝酸鈉15%，矽酸鹽水泥57%。
[0033]實施例(12):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示,原料組成為:鋼纖維25%,亞硝酸鈉12%,娃酸鹽水泥63%。
[0034]實施例(13):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示,原料組成為:鋼纖維25%,亞硝酸鈉10%,娃酸鹽水泥65%。
[0035]實施例(14):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維27%,亞硝酸鈉8%,娃酸鹽水泥65%。
[0036]實施例(15):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示,原料組成為:鋼纖維22%,亞硝酸鈉15%,娃酸鹽水泥63%。
[0037]實施例(16):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維20%,亞硝酸鈉10%,娃酸鹽水泥70%。
[0038]實施例(17):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維55%,亞硝酸鈉15%,娃酸鹽水泥30%。
[0039]實施例(18):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維60%，亞硝酸鈉8%，矽酸鹽水泥32%。
[0040]實施例(19):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維40%，亞硝酸鈉8%，矽酸鹽水泥45%，煅後焦或石墨7%。
[0041]實施例(20):本實施例的無腐蝕導電材料，按重量百分比含量表示，原料組成為:鋼纖維50%，亞硝酸鈉12%，矽酸鹽水泥30%，碳纖維8%。
[0042]本發明所述的無腐蝕導電材料，防腐阻鏽劑也可以採用亞硝酸鈣。在上述各實施例配伍基礎上，結合土質需要，具體應用中，也可以適當加入其它電子導電材料、離子導電材料，或者是對鋼材有防腐保護特性的材料。
導電纖維或可採用其它導電纖維和鋼纖維一併配伍組成本發明無腐蝕導電材料，如可加入少量的碳纖維，在此不再一一列舉。
[0043]本發明無腐蝕導電材料主要由矽酸鹽水泥、導電纖維(鋼纖維)、防腐阻鏽劑(亞硝酸鈉)三種材料按重量百分比配伍組成，其中矽酸鹽水泥、導電纖維(鋼纖維)、防腐阻鏽劑的性能及作用具備以下特性:
1、矽酸鹽水泥是一種膠凝材料，具有把其它原材料粘合到一起，製作成混凝土等其它水泥製品的特性。但水泥製品電阻率極高，有不導電的特性，不同標號的水泥，與砂石配伍，同樣的配伍比例，抗壓強度會有不同的變化，產生不同的結果。單一標號的水泥，與砂石不同的配伍，抗壓強度會有不同的變化，產生不同的結果。本發明中矽酸鹽水泥限定的用量範圍就是為了保證混凝土的抗壓強度而設定的。
[0044]2、鋼纖維具有電子導電特性，不受自然環境的影響，尤其是在高寒地區(常年凍土帶)、特別乾旱地區(年降水量少於蒸發量)，其導電性能始終保持穩定。本發明中鋼纖維限定的用量範圍就是為了保證混凝土在不同的自然環境條件下的導電特性而設定的。且能在一定程度上增加混凝土的強度及韌性，延長設施的使用壽命。
[0045]3、亞硝酸鈉具有離子導電的特性，吸溼保溼的特性，並且具有對普通鋼材防腐阻鏽的特性。在混凝土中的使用應適量合理，用量過小，難以保證其阻鏽作用；用量過大，會導致混凝土凝固期延長，影響施工進度。離子導電是有條件的，其必須有水的分解，才能導電。沒有水的分解是不導電的或導電能力極差，因此若在高寒地區(常年凍土帶)、特別乾旱地區(年降水量少於蒸發量)使用是不科學的。本發明中亞硝酸鈉的用量保證了對導電混凝土中的鋼材防腐保護，並能夠適應不同的自然環境條件。
[0046]本發明各種材料的不同配伍方法就是為了滿足各種條件而設定的。在高寒地區、特乾旱地區，應以電子導電材料作為主體來製作導電混凝土。同時，製作的導電混凝土還應同時滿足以下兩個條件:⑴按設計要求的抗壓強度。⑵電阻率P ( 10 Ω.πι。因此，在工程實施過程中，應綜合考慮環境條件，採用不同的配伍製作導電混凝土，對抗壓強度、電阻率做出測試，合格後方能採用。
[0047]本發明無腐蝕導電材料，能夠推進自然接地裝置在接地設計中的推廣應用。如果接地設計能夠最大限度的採用`自然接地裝置，則有助於克服傳統接地方式的不足，儘量減少或者不做人工接地就能夠滿足接地裝置接地電阻值要求。這無疑能夠大量減少地網面積和工程開挖量，降低賠地、賠青費用，並可以節約大量的人力、物力資源，降低工程造價。同時，可以大量減少植被破壞，有利於生態環境保護。
[0048]表一給出了本發明不同配伍組成的無腐蝕導電材料，依據本領域行業技術要求，做出的部分試驗數據。
[0049]表一、無腐蝕導電材料試驗項目匯總表
【權利要求】
1.一種無腐蝕導電材料，其特徵在於:以重量百分比表示，含有導電纖維20%-60% ;防腐阻鏽劑8%-15%，矽酸鹽水泥30%-70%。
2.根據權利要求1所述的無腐蝕導電材料，其特徵在於:含有導電纖維30%-50%;防腐阻鏽劑8%-12%，矽酸鹽水泥40%-60%。
3.根據權利要求1所述的無腐蝕導電材料，其特徵在於:含有導電纖維40%-50%;防腐阻鏽劑8%-12%，矽酸鹽水泥40%-50%。
4.根據權利要求1所述的無腐蝕導電材料，其特徵在於:含有導電纖維30%-40%;防腐阻鏽劑10%-12%，矽酸鹽水泥50%-60%。
5.根據權利要求1所述的無腐蝕導電材料，其特徵在於:含有導電纖維40%-60%;防腐阻鏽劑10%-15%，矽酸鹽水泥30%-50%。
6.根據權利要求1~5任一項所述的無腐蝕導電材料，其特徵在於:防腐阻鏽劑採用亞硝酸鹽:亞硝酸鈉或亞硝酸鈣。
7.根據權利要求6所述的無腐蝕導電材料，其特徵在於:導電纖維採用金屬鋼纖維。
8.一種導電混凝土，含有如權利要求1所述的無腐蝕導電材料，以及沙、石，水，其特徵是:以重量百分比表示，含有所述無腐蝕導電材料25%-47.6% ；沙19%-32.5% ；石子33.40%-45.5% ;前述材料用水混均製成所述導電混凝土。
9.一種混凝土基礎接地裝置，包括混凝土基礎，以及設置在所述混凝土基礎內的接地鋼筋網，其特徵是:所述混凝土基礎由權利要求1所述的無腐蝕導電材料，以及沙、石和水混制的導電混凝土燒築而成。
【文檔編號】C04B22/08GK103553498SQ201310532620
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月1日 優先權日:2013年11月1日
【發明者】王躍山, 王紹增 申請人:王躍山, 王紹增