[發明專利]一種鋼纖維石墨混凝土及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011548051.X
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112645646A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 常虹;陳阿彬;朱萬里;王浩全;沈鳳全
• 申請（專利權）人: 吉林建筑大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B14/02;C04B14/48;F28D20/00
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 李斌

本發明適用于混凝土技術領域，提供了一種鋼纖維石墨混凝土及其制備方法和應用，該鋼纖維石墨混凝土包括混凝土基料，所述混凝土基料中摻有石墨和鋼纖維；其中，石墨的摻量為混凝土基料中細骨料質量的2%~5%，鋼纖維的摻量為混凝土基料質量的0.2%~0.8%。本發明實施例提供的鋼纖維石墨混凝土，通過在混凝土基料中摻入石墨和鋼纖維，可以顯著提高鋼纖維石墨混凝土的導熱系數、抗折強度和抗壓強度，故將該鋼纖維石墨混凝土應用于能量樁中，能保證能量樁運行的穩定性和換熱效率。

技術領域

本發明屬于混凝土技術領域，尤其涉及一種鋼纖維石墨混凝土及其制備方法和應用。

背景技術

隨著節能環保問題熱度的持續高漲，地源熱泵系統作為節能環保技術得到充分的關注和發展。

20世紀80年代，奧地利的工程師提出將建筑樁基作為地源熱泵換熱器；2003年，瑞士Laloui教授提出地熱能轉換樁的概念，并給出樁的施工方法和具體步驟，2006年Laloui通過有限單元法給出地熱能轉換樁的數值模型。由此逐步形成樁基-換熱器一體，稱為能量樁。2010年，肖建莊等通過穩態平板導熱儀對混凝土試件的導熱系數試驗，探究粗骨料、鋼筋體積分數對混凝土導熱性的影響，得出導熱系數隨著混凝土中粗骨料、鋼筋體積分數的增加呈線性增長趨勢；2017年，張偉平等利用防護熱板法探究粗骨料對混凝土導熱性的影響，發現粗骨料的增加使混凝土的導熱性提高；2018年，何橋敏等通過抗壓、抗折試驗，探究鋼纖維摻量對混凝土強度的影響。得出隨鋼纖維摻量的增加抗折強度呈線性上升的趨勢，但抗壓強度呈先增大后減小的趨勢；2019年，屈春來等通過石墨混凝土的模型試驗，研究石墨對混凝土導熱性和抗壓強度的影響，得出石墨能提高混凝土的導熱性，但抗壓強度會降低；鋼纖維的摻入能提高混凝土的抗壓和抗折強度。

雖然，國內外學者對提高混凝土導熱性或強度的研究較多，但對于同時提高混凝土的導熱性和強度的研究較少。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種鋼纖維石墨混凝土，旨在解決背景技術中提出的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種鋼纖維石墨混凝土，包括混凝土基料，所述混凝土基料中摻有石墨和鋼纖維；其中，石墨的摻量為混凝土基料中的細骨料質量的2％～5％，鋼纖維的摻量為混凝土基料質量的0.2％～0.8％。

作為本發明實施例的一種優選方案，所述石墨的摻量為混凝土基料中的細骨料質量的3.5％～4.5％。

作為本發明實施例的另一種優選方案，所述石墨的摻量為混凝土基料中的細骨料質量的4％。

作為本發明實施例的另一種優選方案，所述鋼纖維的摻量為混凝土基料質量的0.5％～0.7％。

作為本發明實施例的另一種優選方案，所述鋼纖維的摻量為混凝土基料質量的0.6％。

作為本發明實施例的另一種優選方案，所述混凝土基料包括以下按照重量份計的組分：水200～220份、水泥360～380份、粗骨料1100～1200份、細骨料630～680份。

本發明實施例的另一目的在于提供一種上述的鋼纖維石墨混凝土的制備方法，其包括以下步驟：

按照混凝土基料中各組分的重量份，稱取水、水泥、粗骨料、細骨料；

將粗骨料、細骨料進行混合后，再依次添加水泥和水進行混合，得到混凝土基料；

按照石墨和鋼纖維的摻量，往混凝土基料中添加石墨和鋼纖維進行混合后，再進行成型和養護工序，得到所述鋼纖維石墨混凝土。

本發明實施例的另一目的在于提供一種上述制備方法制得的鋼纖維石墨混凝土。