本发明属于复合材料领域，具体涉及一种以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土及其制备方法。
背景技术：
随着科学技术的发展，对材料的性能提出了更高的要求。导电混凝土赋予了混凝土导电性能和机敏性能，其在电工、工业防静电、建筑采暖、路面融雪化冰等工程中有着非常重要的作用。聚苯撑乙烯由于其光致发光效率高、电荷传输性能好、可修饰、电导率高等优点，在二次电池电极材料、药物释放材料和电控离子交换等诸多领域得到了广泛的研究与应用。然而，聚苯撑乙烯的水溶性能很差，其在工业中的应用得到很大的限制。因此，制备一种水溶性的聚苯撑乙烯具有很高的现实意义。本发明制备了水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物，它既有很好的水溶性和环境稳定性，也具有很高的电导率，电导率可达80-120S/cm。把它作为导电混凝土的导电相，可预期制得的导电混凝土具有部分水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物的特性，即具有良好的环境稳定性、热稳定性和较高的机械性能等，又具有很高的导电性能。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土，其具备较好导电能力、抗压强度和环境稳定性。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土，包括如下重量份数的原料：水泥 100-200份，砂 100-200份，水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物20-200份，水 70-230份。
具体的，所述水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物的电导率为80-120 S/cm。所述水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物可以通过现有技术中已有的方法制备，其过程包括将对二氯甲基苯、四氢噻吩、甲基丙烯酸和氢氧化钠混合并充分搅拌得均匀乳液体系，随后在60℃下反应2h，最终得到电导率较大的水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物。水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物导电性好、无毒及合成简单的特性，使其成为导电混凝土优选的导电组份。
优选的，所述水泥为复合硅酸盐水泥。
优选的，所述砂为河砂。
本发明还提供上述以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土的制备方法，包括如下步骤：各原料的重量份数按同一重量单位计，
S1: 将水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物20-230份和水 70-230份混合得到水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物在水中的分散液；
S2:将水泥100-200份、砂 100-200份和S1制备的全部分散液一起加入搅拌机中充分搅拌，得各原料混合均匀的混合物；
S3:将S2中制备的混合物倒入模具中制样，充分振捣后在室温下静置1天，拆模，取出样块，放入混凝土养护箱中进行标准养护；
S4:将S3中的样块从养护箱中取出，置于室温和干燥条件下养护7天，得以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土。
具体的，S3中所述的标准养护为在20±2℃和相对湿度95%以上的环境下养护28天。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：1）水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物是一种导电高分子材料，按照本发明提供的原料配比及方法制备的以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物作为导电相的导电混凝土的电阻率可低至12S/cm，耐压强度可达到50Mpa，且其适用于强酸、强碱及高温等恶劣环境，完全适用于工业生产；2）水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物环境稳定性好、无毒、合成成本低，故以其为导电相的导电混凝土的生产成本也较低、性能更稳定持久，是一种环境友好性材料；3）本发明提供的制备方法简单，不需要生产人员重新掌握更多的生产技能，也不需要消耗太多能量，适用于大规模工业生产，有极大的推广价值。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的方法，如无特殊规定，均为常规方法，本发明所使用的试剂，如无特殊规定，均为市售产品。
实施例1
以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土的制备方法，包括如下步骤：
各原料的重量份数均按同一重量单位计，
S1: 将水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物90份、水 100份混合得到水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物在水中的分散液；
S2:将复合水泥200份、河砂 100份和S1制备的全部分散液一起加入搅拌机中充分搅拌，得各原料混合均匀的混合物；
S3:将S2中制备的混合物倒入模具中制样，充分振捣后在室温下静置1天，拆模，取出样块，放入混凝土养护箱中进行标准养护；
S4:将S3中的样块从养护箱中取出，置于室温和干燥条件下养护7天，得以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土。
实施例2
以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土的制备方法，包括如下步骤：
各原料的重量份数均按同一重量单位计，
S1: 将水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚 50份和水 70份混合得到水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物在水中的分散液；
S2:将复合硅酸盐水泥100份、河砂 150份和S1制备的全部分散液一起加入搅拌机中充分搅拌，得各原料混合均匀的混合物；
S3:将S2中制备的混合物倒入模具中制样，充分振捣后在室温下静置1天，拆模，取出样块，放入混凝土养护箱中进行标准养护；
S4:将S3中的样块从养护箱中取出，置于室温和干燥条件下养护7天，得以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土。
实施例3
以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土的制备方法，包括如下步骤：
各原料的重量份数均按同一重量单位计，
S1: 将水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物45份和水 79份混合得到水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物在水中的分散液；
S2:将复合硅酸盐水泥100份、河砂 100份和S1制备的全部分散液一起加入搅拌机中充分搅拌，得各原料混合均匀的混合物；
S3:将S2中制备的混合物倒入模具中制样，充分振捣后在室温下静置1天，拆模，取出样块，放入混凝土养护箱中进行标准养护；
S4:将S3中的样块从养护箱中取出，置于室温和干燥条件下养护7天，得以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土。
实施例4
以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土的制备方法，包括如下步骤：
各原料的重量份数均按同一重量单位计，
S1: 将水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物150份和水 200份混合得到水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物在水中的分散液；
S2:将复合硅酸盐水泥200份、河砂100份和S1制备的全部分散液一起加入搅拌机中充分搅拌，得各原料混合均匀的混合物；
S3:将S2中制备的混合物倒入模具中制样，充分振捣后在室温下静置1天，拆模，取出样块，放入混凝土养护箱中进行标准养护；
S4:将S3中的样块从养护箱中取出，置于室温和干燥条件下养护7天，得以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土。
实施例5
以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土的制备方法，包括如下步骤：
各原料的重量份数均按同一重量单位计，
S1: 将水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物80份和水 103份混合得到水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物在水中的分散液；
S2:将复合硅酸盐水泥200份、河砂 100份和S1制备的全部分散液一起加入搅拌机中充分搅拌，得各原料混合均匀的混合物；
S3:将S2中制备的混合物倒入模具中制样，充分振捣后在室温下静置1天，拆模，取出样块，放入混凝土养护箱中进行标准养护；
S4:将S3中的样块从养护箱中取出，置于室温和干燥条件下养护7天，得以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土。
对实施例1至5制得的导电混凝土进行性能测试，测试结果及测试方法如下表所示：
从表中数据可知，本发明制备的以水溶性苯撑乙烯/甲基丙烯酸共聚物为导电相的导电混凝土具有较好的导电能力和较大的抗压强度，同时该导电混凝土的环境稳定性好，在强酸或强碱等条件下作用较长时间，其电阻率和抗压强度几乎没有变化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。