配制了不同掺量的碳纤维炭黑混杂发热混凝 土 ，并对其电阻率随 电压 的变化 ，电极 网格 的稀疏程度 以及 碳纤维含量 的变 化进 行 了研究 ，同时分析 了其成本随掺量的变化规律 。结果表明 ：碳纤维炭黑混杂发热 混凝土的电阻率与所加 电压 、电极 网格 的大 小均成 一定 关 系；其变化率随碳纤维的增加呈现减小的趋势 ；适 当增加炭黑 的含量将可起到降低发热混凝土成本的 目的。 关键词 ： 碳纤维 ；炭黑 ；混杂 ；电阻率 中图分 类号： TU528．041 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1002—3550(2012)12—0063—03 Researchonthepropertiesofcarbonfibercarbonblackhybridconcrete YU Hao—cheng，HOU Zuo一矗I，CHEN ．1ie，GAO Ling (SchoolofMechanicalEngineering，YangtzeUniversity，Jingzhou434023，China) Abstrael： Carbonfibercarbonblackhybridconcretewithdififerentcontentwasproduced．Therelationshipbetweentheelectricalresistivity of carbonfibercarbonblackhybridconcreteandtheappliedvoltage，thesizeoftheelectrodegrid，thecontentofcarboncontentaswellasthecost varyingwiththecontentw erestudied．Theresultsshowedthattherelationshipbetw eentheelectricalresistivity ofthecarbonfibercarbonblackhy- bridconcreteandtheappliedvoltage．thesizeofthegridisfiredwith adefiniteformula．Therateofchangehasdecreasingtrendwith theincrease ofcarbon fibercontent．111ecostCan bereducedbyappropriateincreas einth erelativecontentofcarbonblack． Keyw ords： carbonfiber；carbonblack；hybrid；electricalresistivity 0 引 言 更密集的碳纤维导电网络，从而进一步提高整体的导电性能。 碳纤维水 泥基复合材 料是在普 通水泥基 材料 中加 入适量 的导 电相材料而制成 的一种新型复合材料 。碳纤维水泥基 材料 具有 明显 的导 电性 ，而且 其电阻率会随着外界条件 的变化 而发 生改变。这就使碳纤维混凝土产生了像压敏性、温敏性、电热性 等一 系列 特殊 的性 能【1]。利用 其电热效应 ，可用 于道路路 面除冰 化雪[2】。相对 于其 他除冰化雪而 言 ，由于其成本 相对较低 ，简易 方便 ，所以具有较广的应用前景。 “炭黑 ”一词 ，实际上是包含着各种用途 的炭黑产 品在 内的 总称。每一种炭黑都有其特定的物理化学性质 ，这种性质与所使 用的原料、生产过程和工艺条件紧密相关。炭黑是一种重要的工 业 原料 ，广泛用 于橡 胶 、塑料 、涂料 、油 墨和干电池等领域 。导 电 炭黑包括 导电炉法炭 黑 、乙炔炭黑 和副产导 电炭黑等 ，主要用 作导电剂 或抗静 电剂 。 本研究在前期研究 的基础上 ，根据道路路面除冰化雪 的实 际需要 ，提 出采 用炭黑与碳纤维混杂 ，以期 获得 导电性能 、材料 强度更高 的路面发热 混凝土 ，同时进 一步 降低 碳纤维 的含量 。 要制造出碳纤维发热用混凝土 ，碳 纤维体积含量必须接近 渗滤 阈值，但此时价格太高，加入一定含量的导电性能更好 、价格更 便宜 的炭黑 ，可 以在具有一定 间距 的碳纤 维之 间建 起“桥梁 ”。 这样 ，原来 形成 的碳 纤维导 电网络继续导 电 ，现在通过炭 黑搭 起 的“桥梁”可 以代 替绝 大部 分隧道效应和部分离子导 电，形成 1 研 究 方案 1．1 碳纤维混凝土试样的材料 、成分、配合比 本次试验制作 了碳纤维质量分别 占水泥 质量 0．4％、O．6％、 0．8％的三大组试件 (以下所提到的含量均为相应材料的质量 占 胶凝 材料 的质 量百分 比 )。试件 为 70mmx70mmx70inIn的立 方体 ，其 中水泥 (含硅 灰 )与砂 的质量 比为 1：1，而硅灰 占水 泥质 量 的 20％t3~，采用 内掺法 。碳纤维采用上海新兴碳素厂有限公司 生产 的 PAN基碳纤维 ，其参考性能见表 1。 表 1 碳纤维 的性能 种类 ， ， PAN基碳纤 维 7±0．2 5 3800 288 1．55x10 1．81 水泥为湖北华新水泥厂生产 的堡垒牌 42．5级水泥 ；主要分 散剂采用天 津市 化学试剂分公 司提供的 甲基纤维素 ；砂子为普 通河砂；减水剂和消泡剂为武汉浩源化工有限公司的 FDN．1高 效减水剂 和一般 消泡剂 ；炭黑 为天津金秋实化工有 限公 司生产 的导电碳黑粉末(性能见表 2)；炭黑分散剂 自配

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