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在普通砂浆中加入特定功能基元,可使其在技术上和性能上保持普通砂浆优势的同时具有新的功能,弥补了普通砂浆功能单一、应用领域小的不足。在国家大力倡导“环境友好型、资源节约型”社会的背景下,导电砂浆的研究具有实际应用价值,必将受到广泛的关注。
本课题以石墨、碳黑为功能基元,制备了两种高性能导电砂浆:石墨基导电砂浆,石墨含量为15%时,其抗压强度为5.79MPa,抗折强度为0.87MPa,电阻率为0.82Ω·m:碳黑基导电砂浆,碳黑含量为3%时;其抗压强度为4.01MPa,电阻率为1.36Ω·m。石墨基导电砂浆性能研究结果表明:随着石墨含量的增加,导电砂浆的电阻率迅速下降,其渗滤阈值在8%-12%之间;石墨粒度或水泥含量比重的增大使得导电砂浆的电阻率逐渐上升;在导电砂浆掺入10%碎石,电阻率降幅可达3%。碳黑基导电砂浆性能的研究结果表明:随着碳黑含量的增加,导电砂浆的电阻率急速下降,其渗滤阈值在1%-3%之间;水泥含量比重的增大、减水剂用量的增加都会使得导电砂浆的电阻率和抗压强度增大。养龄期内,导电砂浆的电阻率随着时间的增加而变大,最后趋于恒值。对比了导电砂浆电阻率的各种测试方法,得出采用交流贴膜法测得的导电砂浆电阻值最接近真实值。
选取石墨基导电砂浆作为应用基础研究对象,对其进行了致热、除湿和接地性能测试与评估。致热研究结果表明:在24V电压下,石墨含量15%的导电砂浆小样在绝热环境中平均升温速率为0.91℃/Min,而在敞开环境中平均升温速率为0.85℃/Min;模拟房间热辐射采暖,加热48.3min,环境最高温度可升到33.6℃;用石墨基导电砂浆砌筑电热炕,当给电热炕输入功率为1kw时,电热炕可以迅速升温,可以达到炕体快速致热的效果,其平均升温速率达0.75℃/min,调至34.2V安全电压,可以使得炕温度稳定在25.7℃。除湿研究发现:在35.8V的安全电压下,敞开环境最高除湿速率为0.42g/m2/℃/s,封闭环境最高除湿速率为0.39g/m2/℃/s,最高除冰速率达到10g/Min。接地研究发现:石墨基导电砂浆作为接地降阻剂,经测试,其基本性能满足《交流电气装置的接地》标准;并按规范以石墨基导电砂浆为接地降阻剂,设计了110KV两科大输电线路杆塔接地方案。