СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОДЯЩЕГО БЕТОННОГО БЛОКА, СОДЕРЖАЩЕГО ГРАФИТ
METHOD FOR MANUFACTURING OF CONDUCTIVE CONCRETE BLOCK THAT CONTAINS GRAPHITE

Настоящее изобретение относится к способу в области производства изделий продуктов из бетона. Более точно, настоящее изобретение относится к способу изготовления проводящего бетонного блока, содержащего графит.
Графит обладает многими полезными свойствами. Поэтому проводящие электричество бетонные блоки, содержащие графит, являются основным типом среди различных электропроводящих бетонных блоков. За исключением графита, изготовление проводящего бетонного блока, содержащего графит, по существу то же, что и изготовление обычного бетонного блока и по пропорциям исходных материалов и по способу. Однако проводящий бетонный блок, содержащий графит, имеет плохую конструкционную прочность. Причина этого заключается в том, что графитовые порошки имеют малое отношение длины к диаметру и поэтому не могут образовать хорошо связанную проводящую решетчатую систему в цементном бетоне. Хорошую проводимость можно получить только тогда, когда содержание графита высоко. Однако с увеличением содержания графита конструкционная прочность бетонного блока линейно снижается из-за присущих графиту свойств. В результате имеющиеся в настоящее время проводящие бетонные блоки, содержащие графит, могут применяться только в областях, где не требуется высокая прочность. Следовательно, важно, а также насущно необходимо повысить прочность на сжатие проводящих бетонных блоков, содержащих графит.
Задачей настоящего изобретения является изготовление проводящего бетонного блока, содержащего графит с применением мокрого способа прессования высокого давления. Проблема низкой прочности проводящего бетонного блока, содержащего графит, решена, и нехватка современных методов преодолена. Конструкционная прочность такого проводящего бетонного блока, содержащего графит, намного улучшена при обеспечении отличной проводимости. Характеристики улучшены, и область применения стала шире. Кроме того, этот способ легко реализовать при малых затратах.
В способе изготовления проводящего бетонного блока, содержащего графит, в соответствии с настоящим изобретением, пропорции исходных материалов для проводящего бетонного блока, содержащего графит, по существу такие же, как и для имеющихся в настоящее время проводящих бетонных блоков, содержащих графит. Исходные материалы включает обычный портландцемент, воду, песок, гравий или щебень, графитовые порошки и электроды. Исходные материалы однородно смешивают и заливают в форму, электроды вставляют в форму и изделие удаляют из формы и выдерживают статически некоторое время; способ отличается тем, что прессование высокого давления проводится после того, как форма заполнена исходными материалами, и после того, как вставлены электроды, из исходных материалов спускают воду, высокое давление снимают, когда не может быть спущено больше воды, и затем изделие вынимают из формы и выдерживают статически некоторое время.
Согласно настоящему изобретению, преимущества способа изготовления проводящего бетонного блока, содержащего графит, состоят в экономии графита, отличной проводимости и высокой прочности на сжатие. Соответственно функции проводящего бетонного блока, содержащего графит, улучшены, и область применения стала шире. Кроме того, метод легко осуществим при малых затратах.
Сущность изобретения поясняется на чертежах,
где фиг.1 представляет собой сечение, показывающее один пример способа изготовления содержащего графит проводящего бетонного блока согласно настоящему изобретению путем гидравлического прессования высокого давления, причем проводящий бетонный блок вынимают сверху;
фиг.2 является сечением, показывающим другой пример способа изготовления содержащего графит проводящего бетонного блока согласно настоящему изобретению путем гидравлического прессования высокого давления, в котором проводящий бетонный блок удаляют снизу; и
фиг.3 является увеличенным видом части фиг.1, обведенной кружком.
Фиг.1 является сечением, показывающим один пример способа изготовления содержащего графит проводящего бетонного блока согласно настоящему изобретению путем гидравлического прессования высокого давления, в котором проводящий бетонный блок вынимают сверху.
На фиг.1 под ссылочным номером "1" обозначена форма, ссылочный номер "2" указывает на боковую опалубку для формы, номер "3" означает нижнюю стенку формы с водопроницаемой структурой, номер "4" относится к ситовому устройству, номер "5" обозначает электрод, номер "6" обозначает прессующую плиту, и номер "7" обозначает равномерно смешанные исходные материалы. Нижняя стенка 3 формы 1 включает водопроницаемую структуру. Множество дренажных отверстий 8 (диаметром 2-10 мм) равномерно распределены в нижней стенке 3 с водопроницаемой структурой. Ситовое устройство 4 расположено сверху нижней стенки 3. После однородного перемешивания форму 1 заполняют сырьем 7, давление P прикладывается сверху к прессующей плите 6. Прессующая плита 6 имеет такую внешнюю границу, геометрическая форма которой точно соответствует форме внутренней границы боковой опалубки (2) формы (1), предотвращая тем самым вытекание исходных материалов (7) во время прессования. Во время процедуры заполнения для прессующей плиты 6 предусмотрено достаточно места. Прессование проводится медленно. Далее, прессование проводится механически или вручную.
Фиг.2 является сечением, иллюстрирующим другой пример способа изготовления содержащего графит проводящего бетонного блока согласно настоящему изобретению путем гидравлического прессования высокого давления, в котором проводящий бетонный блок вынимают снизу.
На фиг.2 изображена водопроницаемая нижняя стенка 3, имеющая такую внешнюю границу, геометрическая форма которой точно соответствует форме внутренней границы боковой опалубки 2 формы 1, предотвращая тем самым вытекание исходных материалов 7 во время прессования. После процедуры заполнения форма 1 полностью заполнена исходными материалами 7. Затем к прессующей плите 6 прикладывается направленное вниз давление P. В этом случае прессующая плита 6 и боковая опалубка 2 перемещаются вниз с постоянной скоростью, а водопроницаемая нижняя стенка 3 перемещается относительно них вверх.
Ссылочный номер "9" на этой фигуре обозначает опору.
На фиг.3 изображено ситовое устройство 4, обычно включающее два или три слоя сит. Число ячеек на верхнем сите больше, чем на нижнем сите. Когда используются два сита, первое сито 10 содержит ячейки 80-100 меш, а второе сито 11 содержит ячейки 100-120 меш. Когда используются три сита, первое сито 10 имеет 32-80 меш, второе сито 11 имеет 80-120 меш, а третье сито 12 имеет 120-170 меш.
2
Приложенное давление P постепенно увеличивается до максимального значения, а вода непрерывно стекает. Максимальное давление для образования конечного изделия толщиной 2 см составляет примерно 90-120 кг/см и удерживается примерно в течение 4-10 секунд. Давление P снимается, когда не может стечь больше воды. Затем продукт вынимают.
Электроды 5 изделия, изготовленного способом согласно настоящему изобретению, сделаны из металла, и каждый содержит глухое резьбовое отверстие для плотного сцепления с проводящим бетоном, содержащим графит, обеспечивая надежное электрическое соединение, высокую прочность и надежное соединение с внешней силовой линией.
Глухие резьбовые отверстия электродов 5 должны быть хорошо обработаны перед прессованием.
3
В таблице показаны соотношения между исходными материалами (кг/м), сопротивлением (Ом·м) и прочностью на сжатие (МПа) для трех примеров по настоящему изобретению, трех сравнительных примеров и для обычного бетонного блока, сделанного по обычной технологии цементирования. Отметим, что бетонные блоки помещают в статические условия на 28 дней.
Содержание графита (вес.%)
Графит(г)
Цемент(г)
Песок(г)
Щебень(г)
Вода(г)
Сопротивление(Ом·м)
Прочность на сжатие(МПа)
Обычный бетонный блок
0
0
414
702
1112
160
1,01×10<sup>5</sup>
43,7
Сравн. пример 1
4,82
119,4
414
582,6
1112
246
117,19
7,6
Сравн. пример 2
9,32
238,8
414
463,2
1112
332
25,89
3,5
Сравн. пример 3
13,53
358,2
414
343,8
1112
418
1,75
1,7
Пример 1
3,59
87,2
414
614,8
1112
183
4,10
70
Пример 2
4,05
99,4
414
602,6
1112
207
1,06
70
Пример 3
4,82
119,4
414
582,6
1112
246
0,53
70
В содержащих графит проводящих бетонных блоках трех сравнительных примеров, изготовленных распространенным методом цементирования, сопротивление уменьшается при увеличении содержания графита. Тем не менее, результаты экспериментов показывают, что сопротивление остается неизменным, если содержание графита превышает примерно 15%. Сопротивление составляет 1,38 при содержании графита 20%. Экспериментальные результаты показывают также, что чем больше период времени, в течение которого бетонные блоки выстаиваются, тем больше сопротивление. Тем не менее, скорость увеличения сопротивления постепенно падает. Например, если содержание графита равно 4,82%, сопротивление составляет 117,36, если бетонный блок выдерживают в течение 56 дней. Однако прочность на сжатие линейно снижается при увеличении содержания графита. Результаты экспериментов показывают, что прочность на сжатие очень низкая, если содержание графита превышает примерно 15%. В одном примере прочность на сжатие составляет 0,269 МПа, когда содержание графита равно 20%.
В содержащих графит проводящих бетонных блоках трех примеров по настоящему изобретению сопротивление значительно снижается, когда содержание графита увеличивается незначительно. Результаты экспериментов показывают, что сопротивление очень мало, когда содержание графита выше примерно 5%. Результаты экспериментов показывают также, что сопротивление увеличивается на относительно малое значение, даже если бетонные блоки выстаиваются в течение относительно длительного периода времени, а прочность на сжатие остается неизменной, когда содержание графита увеличивается. Результаты экспериментов показывают, кроме того, что прочность на сжатие может достигать 60 МПа после выстаивания бетонных блоков в течение 7 дней.
Если содержание графита равно 4,82%, сопротивление обычного бетонного блока, содержащего графит (сравнительный пример 1), изготовленного по распространенному способу цементирования, составляет 117,19, что в 221 раз больше, чем сопротивление (0,53) содержащего графит проводящего бетонного блока (пример 3), сделанного по способу согласно настоящему изобретению. Далее, прочность на сжатие в сравнительном примере 1 (проводящий бетонный блок изготовлен распространенными методами цементирования) составляет 10,9% от прочности по примеру 3, т.е. по способу согласно настоящему изобретению. Таким образом, при применении способа согласно настоящему изобретению для изготовления проводящего бетонного блока, содержащего графит, может быть сэкономлено большое количество графита при обеспечении высокой прочности на сжатие бетонного блока, содержащего графит (примерно в 1,6 раз выше, чем у обычного бетона без графита). Проводящий бетонный блок, содержащий графит, изготовленный по способу согласно настоящему изобретению, может быть использован в более широкой области.
2
В примерах 1-3, выполненных по способу согласно настоящему изобретению, изделие удаляют из формы сверху. Диаметр дренажных отверстий 8 в водопроницаемой нижней стенке 3 составляет 3 мм. Ситовое устройство 4 содержит два слоя сит 100 и 120 меш соответственно. Максимальное прикладываемое давление равно 100 кг/м.
Исходные материалы в данном варианте осуществления были закуплены, причем:
цемент: обычный портландцемент #42.5 марки "TAISING";
графит: слоистый графит с размером зерна 100 меш, приобретенный у компании Chingdow Ensder Graphite Limited;
вода: обычная водопроводная и
песок, камни: местные продукты.