专利名称：一种导电性能稳定的高强导电集料的制备方法
技术领域：
本发明属于建筑材料领域，具体涉及ー种导电性能稳定的高强导电集料的制备方法。
背景技术：
导电混凝土是ー种智能化、多功能新型特种功能混凝 土，但是使用普通集料制备导电混凝土时，普通集料会阻断导电网络的联通，影响导电混凝土的性能。有研究显示具备一定导电性能的导电集料能够參与到分散在水泥石中的导电相形成的导电网络中去。目前制备导电集料的研究方法主要有两方面，一是在基体材料中添加金属系导电相制备导电集料，ニ是在基体材料中添加石墨、炭黑等导电相制备导电集料。使用金属系导电相制备的集料作为导电集料使用时，导电相容易腐蚀，因而其导电性能在后期下降明显，耐久性不好。而石墨、炭黑制备的导电集料由于导电相本身的强度较差会使集料的強度下降明显。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种导电性能稳定的高强导电集料的制备方法，该方法制备的导电集料的强度较高、电阻率稳定性好。为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是一种导电性能稳定的高强导电集料的制备方法，其特征是它包含以下步骤
1)、将粘土烘干后,粉磨,过150um的筛,得到粘土粉末；
2)、制备十二烷基苯磺酸钠溶液浓度为I.0-1. 4X10_2mol/L，按碳纳米管质量为十二烷基苯磺酸钠溶液质量5%，将直径为20-60nm、长径比为200-500的碳纳米管加入到该十二烷基苯磺酸钠溶液中分散，然后加入占十二烷基苯磺酸钠溶液质量O. 03-0. 05%的消泡剂磷酸三丁酯消除气泡，得到分散好的碳纳米管溶液；
3)、按碳纳米管质量为粘土粉末质量的4-8%，将粘土粉末加入到分散好的碳纳米管溶液中进行湿混，再次烘干粉磨造粒后，过150um的筛，得到混合料，待用；
4)、使用钢制模具在60KN压カ作用下压制混合料，得到直径约为3.5cm，高约为2. 4cm的圆片状坯料；压制成型后的坯料使用N2作为保护气氛，在1050-1150°C下煅烧10-40min，随炉冷却后，即得到导电性能稳定的高强导电集料。本发明的方法制备的集料既有金属系导电集料的強度又有碳系导电集料的耐久性。本发明的方法能够使导电集料有着金属系导电集料和碳系导电集料的优点，避免了它们的缺点。金属系导电集料制备成导电混凝土后，导电集料中的金属导电相容易被腐蚀，因而其导电性能会越来越差，耐久性能不好。而碳系导电集料由于导电相本身的强度较差，容易造成导电集料強度的显著下降。碳纳米管具有低密度、高硬度、高強度，具有较高的长径比，在较低掺量下就能形成导电网络并且由于尺寸较小容易烧结到粘土颗粒中去，将粘土颗粒连接起来，增强了集料強度；而且碳纳米管化学稳定性好，在混凝土环境中也不会被腐蚀，因而制备的集料耐久性能较好，即制备的导电集料同时兼顾了強度和耐久性的需求。碳纳米管由于较强的范德华力，容易团聚在一起，本制备方法将碳纳米管预分散在十二烷基苯磺酸钠溶液中，然后加入粘土基体进行湿混，能够充分将碳纳米管分散在基体材料中，更好的形成导电网络。本发明的有益效果是本发明方法制备的导电集料的导电性好，强度较高，电阻率稳定性好，可作为导电集料应用到导电混凝土的制备中。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进ー步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例I :
一种导电性能稳定的高强导电集料的制备方法，它包含以下步骤
1)、将粘土烘干后,粉磨,过150um的筛,得到粘土粉末；
2)、制备十二烷基苯磺酸钠溶液浓度为I.2X 10_2mOl/L，按碳纳米管质量为十二烷基苯磺酸钠溶液质量5%，将直径为20-30nm、长径比为200-300的碳纳米管加入到该十二烷基苯磺酸钠溶液中分散，然后加入占十二烷基苯磺酸钠溶液质量O. 03-0. 05%的消泡剂磷酸三丁酷消除气泡，得到分散好的碳纳米管溶液；
3)、按碳纳米管质量为粘土粉末质量的4%，将粘土粉末加入到分散好的碳纳米管溶液中进行湿混，再次烘干粉磨造粒后，过150um的筛，得到混合料，待用；
4)、使用钢制模具在60KN压カ作用下压制混合料，得到直径约为3.5cm，高约为2. 4cm的圆片状坯料；压制成型后的坯料使用N2作为保护气氛，在1050°C下煅烧30min，随炉冷却后，即得到导电性能稳定的高强导电集料。将导电集料烧制成特定的圆片状后，采用ニ电极法测试集料的电阻率，使用上述方法制备得到的高强导电集料与以石墨为导电相的导电集料及以铁粉为导电相的导电集料的性能对比如表I所示
表I不同导电相制备的导电集料的性能对比
权利要求
1.一种导电性能稳定的高强导电集料的制备方法，其特征是它包含以下步骤 . 1)、将粘土烘干后,粉磨,过150um的筛,得到粘土粉末； . 2)、制备十二烷基苯磺酸钠溶液浓度为I.0-1. 4X10_2mol/L，按碳纳米管质量为十二烷基苯磺酸钠溶液质量5%，将碳纳米管加入到该十二烷基苯磺酸钠溶液中分散，然后加入占十二烷基苯磺酸钠溶液质量O. 03-0. 05%的消泡剂磷酸三丁酯消除气泡，得到分散好的碳纳米管溶液； . 3)、按碳纳米管质量为粘土粉末质量的4-8%，将粘土粉末加入到分散好的碳纳米管溶液中进行湿混，再次烘干粉磨造粒后，过150um的筛，得到混合料，待用； .4)、使用钢制模具压制混合料，得到圆片状坯料；压制成型后的坯料使用N2作为保护气氛，在1050-1150°C下煅烧10-40min，随炉冷却后，即得到导电性能稳定的高强导电集料。
2.根据权利要求I所述的ー种导电性能稳定的高强导电集料的制备方法，其特征是，碳纳米管的直径为20-60nm、长径比为200-500。
3.根据权利要求I所述的ー种导电性能稳定的高强导电集料的制备方法，其特征是，圆片状坯料的直径为3. 5cm、高为2. 4cm。
4.根据权利要求I所述的ー种导电性能稳定的高强导电集料的制备方法，其特征是，压制是在60KN压カ作用下进行。
全文摘要
本发明涉及一种导电集料的制备方法。一种导电性能稳定的高强导电集料的制备方法，其特征是它包含以下步骤1)、将粘土烘干后，粉磨，过150um的筛，得到粘土粉末；2)、制备十二烷基苯磺酸钠溶液浓度为1.0-1.4×10-2mol/L，将直径为20-60nm、长径比为200-500的碳纳米管加入到该十二烷基苯磺酸钠溶液中分散，然后加入消泡剂磷酸三丁酯消除气泡；3)、按碳纳米管质量为粘土粉末质量的4-8%，将粘土粉末加入到分散好的碳纳米管溶液中进行湿混，再次烘干粉磨造粒后，过150um的筛；4)、压制成型后的坯料使用N2作为保护气氛，在1050-1150℃下煅烧10-40min，随炉冷却后，即得到导电性能稳定的高强导电集料。本发明导电性好、强度较高、电阻率稳定性好。
文档编号C04B14/32GK102701621SQ20121017608
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者何永佳, 刘文博, 吕林女, 胡曙光 申请人:武汉理工大学