一种电阻加热混凝土材料

摘要

一种电阻加热混凝土材料，涉及一种电阻加热混凝土材料。本发明是要解决现有的电阻加热混凝土发热效率低，长期发热效率不稳定的问题。本发明的电阻加热混凝土材料由镍粉、水泥、水和减水剂制成。本发明的电阻加热混凝土材料的发热效率高、长期稳定性好、力学性能和耐久性好。应用于电热除冰雪领域。

权利要求

1.一种电阻加热混凝土材料，其特征在于电阻加热混凝土材料由镍粉、胶结料、水和减水剂制成；其中镍粉的粒径为2～7微米，镍粉的体积掺量为10％～25％；所述的胶结料为水泥，水泥中矿物质掺合料的重量为水泥重量的0％～20％，所述的矿物质掺合料包括硅灰、粉煤灰或矿渣；减水剂的掺量为胶结料质量的0.1％～2％；水胶比为0.3～1。

2.根据权利要求1所述的一种电阻加热混凝土材料，其特征在于镍粉的粒径为3～6微米。

3.根据权利要求1或2所述的一种电阻加热混凝土材料，其特征在于镍粉的体积掺量为15％～20％。

4.根据权利要求1或2所述的一种电阻加热混凝土材料，其特征在于镍粉的体积掺量为12％。

5.根据权利要求1或2所述的一种电阻加热混凝土材料，其特征在于镍粉的体积掺量为17.1％。

6.根据权利要求3所述的一种电阻加热混凝土材料，其特征在于水泥中矿物质掺合料的重量为水泥重量的5％～15％。

7.根据权利要求3所述的一种电阻加热混凝土材料，其特征在于水泥中矿物质掺合料的重量为水泥重量的10％。

8.根据权利要求6所述的一种电阻加热混凝土材料，其特征在于减水剂的掺量为胶结料质量的0.5％～1.5％。

9.根据权利要求6所述的一种电阻加热混凝土材料，其特征在于减水剂的掺量为胶结料质量的1％。

10.根据权利要求8所述的一种电阻加热混凝土材料，其特征在于水胶比为0.5～

0.8。

说明书

一种电阻加热混凝土材料

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电阻加热混凝土材料。

背景技术

[0002] 寒冷地区每年中有大量时间处于冰冻时间并伴随着大量降雪。另外，由于环境逐渐恶化，常常会出现一些极端天气。此外，一些交通基础设施，例如立交桥、高架桥和机场跑道等更易于结冰。冰雪严重影响着交通的通畅，同时对人身安全构成极大威胁，造成了大量的社会和经济问题。

[0003] 目前的除冰雪技术主要采用人工、机械、或者化学(应用除冰盐)的方法，但是这些方法存在效率低、影响交通运营且对基础设施和环境有损害等问题。近年来发展电热除冰雪方法，主要通过布设电热组件或应用电阻加热混凝土来进行交通基础设施的融雪化冰。布设电热组件存在对基础设施结构力学性能有影响的缺点，采用电阻加热混凝土可克服这一缺点。但已有的电阻加热混凝土主要存在发热效率低，热容大，导热系数低，且长期发热效率不稳定的缺点。

发明内容

[0004] 本发明是要解决现有的电阻加热混凝土发热效率低，长期发热效率不稳定的问题，提供一种电阻加热混凝土材料。

[0005] 本发明的电阻加热混凝土材料由镍粉、胶结料、水和减水剂制成；其中镍粉的粒径为2～7微米，镍粉的体积掺量为10％～25％；所述的胶结料为水泥，水泥中矿物质掺合料的重量为水泥重量的0％～20％，所述的矿物质掺合料包括硅灰、粉煤灰或矿渣；减水剂的掺量为胶结料质量的0.1％～2％；水胶比为0.3～1。

[0006] 本发明的电阻加热混凝土材料是采用镍粒子复合混凝土材料制备的。由于镍具有良好的机械性能、导热性能(高热导和低热容)和导电性能，且耐强碱腐蚀(水泥内部为碱性环境)，因此其与混凝土材料复合具有发热效率高、长期稳定性好、力学性能和耐久性好的优点。在20伏的输入电压下，本发明的电阻加热混凝土材料可以在25～50秒内升温50℃。在7.1伏的输入电压下(5.4瓦的输入能量)，本发明的电阻加热混凝土材料在1500～2000秒内升温50℃，明显优于现有的自加热混凝土材料(现有的最好材料在5.6瓦的输入能量下，3000秒左右升温40℃)。

[0007] 本发明的电阻加热混凝土材料可以以涂层、夹层的形式布置于交通基础设施中用于融雪化冰，还可以用于人行路、台阶、房屋、养殖场、以及温室等地方进行除冰雪或加热取暖。

附图说明

[0008] 图1为具体实施方式十二和十三的电阻加热混凝土材料的温度随时间变化的曲线图。

具体实施方式

[0009] 本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

[0010] 具体实施方式一：本实施方式的电阻加热混凝土材料由镍粉、胶结料、水和减水剂制成；其中镍粉的粒径为2～7微米，镍粉的体积掺量为10％～25％；所述的胶结料为水泥，水泥中矿物质掺合料的重量为水泥重量的0％～20％，所述的矿物质掺合料包括硅灰、粉煤灰或矿渣；减水剂的掺量为胶结料质量的0.1％～2％；水胶比为0.3～1。

[0011] 本实施方式的电阻加热混凝土材料的制备方法为：向胶结料中加入水和减水剂，采用混凝土搅拌机搅拌3～5分钟，然后一边加入镍粉一边再进行搅拌，搅拌时间为5～15分钟，即得到电阻加热混凝土材料；其中胶结料由水泥和矿物质掺合料组成，矿物质掺合料的重量为水泥重量的0％～20％，所述的矿物质掺合料包括硅灰、粉煤灰或矿渣；减水剂的掺量为胶结料质量的0.1％～2％；水胶比为0.3～1；镍粉的粒径为2～7微米，镍粉的体积掺量为10％～25％。

[0012] 本实施方式的电阻加热混凝土材料具有发热效率高、长期稳定性好、力学性能和耐久性好的优点。在20伏的输入电压下，本发明的电阻加热混凝土材料可以在25～50秒内升温50℃。在7.1伏的输入电压下(5.4瓦的输入能量)，本实施方式的电阻加热混凝土材料在1500～2000秒内升温50℃，

[0013] 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：镍粉的粒径为3～6微米。其它与具体实施方式一相同。

[0014] 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：镍粉的粒径为4～5微米。其它与具体实施方式一相同。

[0015] 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：镍粉的体积掺量为15％～20％。其它与具体实施方式一至三之一相同。

[0016] 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：镍粉的体积掺量为12％。其它与具体实施方式一至三之一相同。

[0017] 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：镍粉的体积掺量为17.1％。其它与具体实施方式一至三之一相同。

[0018] 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：水泥中矿物质掺合料的重量为水泥重量的5％～15％。其它与具体实施方式一至六之一相同。

[0019] 具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：水泥中矿物质掺合料的重量为水泥重量的10％。其它与具体实施方式一至六之一相同。

[0020] 具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：减水剂的掺量为胶结料质量的0.5％～1.5％。其它与具体实施方式一至八之一相同。

[0021] 具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：减水剂的掺量为胶结料质量的1％。其它与具体实施方式一至八之一相同。

[0022] 具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：水胶比为0.5～0.8。其它与具体实施方式一至十之一相同。

[0023] 具体实施方式十二：本实施方式的电阻加热混凝土材料由镍粉、胶结料、水和减水剂制成；其中镍粉的粒径为3～7微米，镍粉的体积掺量为17.1％；所述的胶结料为水泥，水泥中矿物质掺合料的重量为水泥重量的0％；减水剂的掺量为胶结料质量的1％；水胶比为0.6。

[0024] 本实施方式的电阻加热混凝土材料的温度随时间变化的曲线如图1中的曲线2所示，由图1可以看出，在20伏的输入电压下，本实施方式的电阻加热混凝土材料可以在26秒升温50℃。

[0025] 具体实施方式十三：本实施方式的电阻加热混凝土材料由镍粉、胶结料、水和减水剂制成；其中镍粉的粒径为2.6～3.3微米，镍粉的体积掺量为12％；所述的胶结料为水泥，水泥中矿物质掺合料的重量为水泥重量的10％，所述的矿物质掺合料为矿渣；减水剂的掺量为胶结料质量的0.5％；水胶比为1。

[0026] 本实施方式的电阻加热混凝土材料的温度随时间变化的曲线如图1中的曲线1所示，由图1可以看出，在20伏的输入电压下，本实施方式的电阻加热混凝土材料可以在48秒升温50℃。

[0027] 在7.1伏的输入电压下(5.4瓦的输入能量)，本实施方式的电阻加热混凝土材料在1997秒温度从21.7℃升到70.5℃，明显优于已有的自加热混凝土材料(已有的最好材料在5.6瓦的输入能量下2950秒温升从19℃升高到60.3℃)。

[0028] 在15伏的输入电压下，本实施方式的电阻加热混凝土材料可以在-16℃的条件下478秒内融化3mm厚的冰，在-5.3℃条件下368秒内融化20mm厚的雪。