取暖用碳基电热砂浆的制备及性能研究

来源 :石河子大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aaaj199054
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导电混凝土(Conductiveconcrete)是在普通混凝土的基础上加入一些导电物质,使其具有一定的导电能力的胶凝材料。这种材料具有电热效应,应用于室内取暖可控制性强、环保高效、节能。结合新疆的地域特点,煤碳资源丰富,用焦炭末取代碳纤维以降低成本。希望将这种新材料应用到民用采暖中。  本文首先研究了砂浆的基础配合比对导电性能的影响;接着利用单因素试验,研究了导电组分的种类及加量与电阻率的关系。另外,为了克服碳基材料电子导体的弱点,即电阻随温度升高而变大,加入了电阻随温度升高而变小的离子导体电解质,选择出了最适合的电解质氯化镁。最后利用正交试验研究了焦炭、氯化镁和碳纤维含量等对碳基电热砂浆导电性能及力学性能的影响;并进行了相关的检测,检测了导电性能及力学性能,以及发热对这些性能的影响。取得的主要成果如下:  1、砂浆的基础配合比按照国标的配合比所得的电热砂浆导电性能较好,成本较低。  2、导电相组分均是加量越大,导电性能越好。其中碳纤维加量达到1%后,其电阻率就能达到取暖所需的100Ω·cm以内,焦炭末及电解质也能不同程度的减小砂浆的电阻率。  3、正交试验中,各因素都选用了三水平,碳纤维的三水平是0.25%,0.375%,0.5%,焦炭末为:6%,14%,20%,氯化镁为1%,2%,3%。正交结果得出了最优条件为:碳纤维0.5%,焦炭末14%,氯化镁3%;最优条件下得出的电热砂浆的电阻率为85Ω·cm左右,经验证及重复试验,最优条件无误,重现性较好。  4、经最后优化的砂浆,其导电性能在不同温度下稳定性较好,发热不会降低其导电性能及力学性能,电镜扫描结果表明了其微观结构在发热后,也未被破坏。
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