[发明专利]导电混凝土浇注料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导电沥青混凝土浇注料及其制备方法，改浇注料主要由复合改性沥青、矿料、石墨烯微片、高纯铜粉、超细不锈钢纤维制成；其制备时先将矿料加热至240～260℃再与复合改性沥青拌合均匀，然后加入高纯铜粉和超细不锈钢纤维，最后加入石墨烯微片拌合均匀即成。由本发明制备形成的导电沥青混凝土内部的石墨烯微片、高纯铜粉、超细不锈钢纤维均匀填充在沥青混凝土缝隙中，紧密的与沥青胶浆包裹在一起，降低了沥青混合料的孔隙率，具有极好的抗渗水性、低温抗裂性以及与钢桥面良好的追随性；本发明兼顾了浇注式沥青混凝土和导电沥青混凝土的多种优点，且能够在冬季低温环境里通电加热起到融化冰雪的效果。

技术领域

本发明涉及道路工程材料技术领域，具体涉及一种导电混凝土沥青混凝土浇注料及其制备方法。

背景技术

冬季冰雪天气，钢桥面积冰雪现象严重，经常引发交通事故发生。为此，人们会在钢桥面铺设浇注式沥青混凝土。然而，已建成的工程表明，现有浇注式沥青混凝土钢桥面铺装在冬季易出现桥梁上部结构受外界环境温度影响大，桥面积冰雪现象仍较严重，也极易出现交通事故，给群众的出行带来严重不便。

对此本领域工作者想出很多除冰雪的方式，如撒布氯盐，人工除冰雪，撒布化学药剂融冰雪，机械除冰雪等。但是这些方式要么对环境有一定污染，要么除冰雪效率不高；例如，撒布氯盐虽然能快速融化冰雪，但氯离子会随着溶液渗入到地下，对绿植的生长造成危害，而且氯离子也会腐蚀钢筋；人工除冰雪效率低，化学药剂和氯离子一样会污染环境，机械除冰雪成本高，购置完后使用时间太短，造成资源闲置。

发明内容

本发明提供了一种导电混凝土沥青混凝土浇注料及其制备方法，旨在解决现有铺装在钢桥面的沥青混凝土低温抗性差，无法实现快速融化冰雪的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种导电沥青混凝土浇注料，由下列重量份的原料制成：复合改性沥青8～15份、矿料（包括粗集料、细集料及矿粉）80～120份、石墨烯微片4～8份、高纯铜粉2～4份、超细不锈钢纤维1.5～2.5份。

本发明研究过程中发现，由该浇注料成型的导电沥青混凝土中的石墨烯微片形成了相间的多层次填充，其掺量很少时层状的石墨烯微片颗粒会被集料阻隔，导电粒子则无法在混合料中发生跃迁，此时混合料的电阻率很大，当其掺入量达到渗流阈值时，虽然颗粒间无直接接触，但会产生隧道效应，其有一个明显的特征就是电阻率骤降，当其掺量高于渗流阈值时，此时导电分子间距更小，甚至可以直接接触，石墨烯微片颗粒更能在混合料中形成良好的导电链；由此可见，虽然石墨烯微片粒子易于分散均匀、导电性好，但必须把控好石墨烯微片在浇注料中掺量，以平衡好电阻率和力学性能的关系。

超细不锈钢纤维除了有上述石墨烯微片相同的导电情况外，因其尺寸远大于石墨烯微片，集料对纤维的阻断作用较小，纤维一方面弥补了石墨烯微片粒子导电链的中断，连接沥青混合料中被隔断的导电粒子，被一束一束的不锈钢钢纤丝连接起来；另一方面，高强度的短切纤维材料在沥青混合料中可以起到加筋增强的作用，能够抑制沥青混凝土中裂缝的发展，不仅能降低导电沥青混凝土的电阻率，还提高了导电沥青混凝土的强度。

所述复合改性沥青由SBS改性沥青、天然湖沥青和Sasobit改性剂按SBS改性沥青：天然湖沥青：Sasobit改性剂=70～80：20～30：2～4的质量比组成。

所述超细不锈钢纤维是以304，304L和316，316L不锈钢为基材，经集束拉拔法制成的纯金属软态纤维。

所述矿料为基于如下粒级的连续级配混合料：0～0.075mm，0.075 mm～0.15mm、0.15 mm～0.30mm、0.30 mm～0.60mm、0.60 mm～1.18mm、1.18 mm～2.36mm、2.36 mm～4.75mm、4.75 mm～9.5mm以及9.5 mm～13.2mm；混合料中粗集料、细集料、矿粉掺比由各个粒径的筛余通过率确定。