专利名称：一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特殊功能建筑材料，具体涉及一种能够显著提高混凝土阻抗和电阻率的高阻抗剂。
背景技术：
我国高速铁路无砟轨道是以钢轨作为传输信号的载体，这将导致板式和双块式无砟轨道电路传输方面存在两大问题第一是无砟轨道的轨道板或道床板中钢筋网与轨道电路所形成的感应阻抗将缩短信号传输距离；第二是流经钢轨的部分回流造成轨道板和道床板混凝土中的钢筋腐蚀，影响轨道结构的耐久性。在地铁领域，由于地铁在运行过程中泄露的杂散电流所造成的混凝土内部钢筋锈蚀更为严重。因此，混凝土用高阻抗剂在我国高速铁路、轨道交通等领域具有较大的市场，也决定了混凝土开发轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂的必要性。目前提高混凝土阻抗和电阻率的技术途径为一是优化混凝土配合比参数，如降低混凝土的水胶比、添加矿物掺和料；二是添加聚合物或高分子等材料。第一种技术途径， 是基于目前高性能混凝土制备技术，采用降低水胶比提高混凝土的密实度，掺加矿物掺和料细化混凝土孔结构来实现对混凝土电阻率的提高，但这种方法对混凝土的电阻率提高的幅度有限。第二种技术途径，是基于聚合物或高分子材料能够在水泥水化硬化基体中形成高分子膜，实现对混凝土电阻率提高，该方法使用聚合物或高分子的量较大，并且基体电阻率的提高会以牺牲混凝土的部分强度为代价。申请号为200810046967. 8的专利公开了一种高阻抗高抗渗混凝土材料及其制备方法，该专利提出在单掺矿物掺和料的基础上再添加绝缘型聚合物，绝缘型聚合物为聚乙烯醇1788或德国瓦克胶粉，但该发明对混凝土电学参数提高的并不显著，如电阻率仅为20-30ΚΩ · cm、56天6h电通量为300-800C，与同强度等级的高性能混凝土相比，抗冻性(F100)和弹性模量(20-34GPa)均有所降低。专利申请号 201110024724. 6名称为一种高抗杂散电流、氯离子和碳化的混凝土材料的发明专利提出在双掺矿渣和粉煤灰的基础上，添加白云母粉，来提高混凝土的抗杂散电流能力。该发明是以 C30混凝土为基准，该技术途径制备混凝土氯离子平均扩散深度为掺30%矿物掺和料混凝土的O. 62-0. 76倍，降低的效果并不显著，且其基准混凝土的抗氯离子渗透性能较小。专利申请号200780101006. 6名称为聚合物混凝土电绝缘体系的PCT专利提出采用环氧树脂和无机填料来制备电绝缘体系混凝土，环氧树脂的数量占14-24%，很显然该聚合物混凝土成本很高，且由于无粗骨料其收缩很大，只能用于特殊的领域。专利申请号201010615794. 4 名称为一种叶腊石粉高电阻绝缘水泥的专利提出在普通硅酸盐水泥中添加15-60%粒度为 600-800目的叶腊石粉来制备绝缘水泥，在另一个专利申请号2010106 12274. 8名称为一种高电阻绝缘水泥的专利提出在叶腊石粉的基础上添加水性环氧树脂及其固化剂来制备高电阻绝缘水泥。两个发明的共同点都采用叶腊石粉，利用叶腊石粉本身的高电阻特性，第二个发明中在增加了采用水性环氧树脂技术途径来提高绝缘性能，仅采用叶腊石粉自身的高电阻特性需要很大的掺量，这种掺量势必会降低水泥的力学性能；第二个发明中利用了无机材料绝缘和有机材料绝缘相结合的技术途径，但环氧树脂和固化剂的现场添加在大规模的施工现场无法实现，并且环氧树脂温度敏感性制约了这种发明专利的应用。日本专利昭 59-19056公开了一种高绝缘水泥组合材料，该水泥以粉煤灰、高炉水淬矿渣及可溶性硅为主要成分，并加入钙矾石5-30%，反应小或无反应的不溶性硅10-50%制成。该发明仅仅利用不同矿物掺和料的协同效应来提高水泥的绝缘性能，单独合成钙矾石大大增加水泥的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效提高混凝土绝缘特性的高阻抗剂。为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗齐 ，其特征在于它由非晶态无机二氧化硅、层状硅酸盐矿物、有机硅、橡胶颗粒混合配制而成，其中非晶态无机二氧化硅的用量为15% -55%，层状硅酸盐矿物的用量为10% -50%, 有机硅的用量为5% -45%，橡胶颗粒的用量为30% -70%。上述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述非晶态无机二氧化硅为硅灰、气相二氧化硅中的一种或两种的混合物。上述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述非晶态无机二氧化娃的比表面积大于15000m2/kg。上述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述层状硅酸盐矿物为云母粉、滑石粉、叶腊石粉的一种或多种的混合物。上述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述有机硅为异辛基娃烧、异丁基娃烧的一种或两种的混合物。上述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述橡胶颗粒为表面经过改性的橡胶颗粒。上述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述的橡胶颗粒的粒度为80-120目。本发明的工作机理本发明采用无机高电阻材料层状硅酸盐矿物、非晶态无机二氧化硅与有机高电阻材料橡胶颗粒复合，一方面可以发挥有机-无机复合协同效应，获得较好的绝缘效应，能有效提闻混凝土的电阻率；另一方面，无机和有机材料的复合，有效减少了因加入高阻抗剂而使混凝土强度降低的风险。同时，有机硅的掺入能是混凝土整体形成憎水体系，从而使混凝土即使在潮湿环境中仍具有较好的绝缘性能。 本发明的优点(1)原料廉价易得，制备工艺简单；(2)采用本发明的高阻抗剂所制备的混凝土不仅具有较好的绝缘性能好，而且力学性能和耐久性能好；(3)本发明所提出的高阻抗剂用途广泛，可广泛应用于高速铁路轨道板/道床板混凝土以及各类需要高阻抗性能的结构部位。利用本发明提出的高阻抗剂制备的混凝土可达到如下技术指标(I)力学性能28d抗压强度30_80MPa，抗折强度4_10MPa ；(2)弹性模量10-40GPa ；(3)电阻率106Ω · cm 以上；(4)阻抗100k Ω · cm2 以上
(5)抗冻等级F300以上；(6)电通量< 400C。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例实施例I(I)本发明高阻抗剂的原材料非晶态无机二氧化硅硅灰，比表面积18000m2/kg ；层状硅酸盐矿物叶腊石粉； 有机硅异辛基硅烷；橡胶颗粒表面改性橡胶颗粒，粒度80-120目。(2)高阻抗剂配比表I高阻抗剂配比
权利要求
1.一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于它由非晶态无机二氧化硅、层状硅酸盐矿物、有机硅、橡胶颗粒混合配制而成，其中非晶态无机二氧化硅的用量为15% -55%，层状硅酸盐矿物的用量为10% -50%、有机硅的用量为5% -45%，橡胶颗粒的用量为30% -70%。
2.按权利要求I所述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述非晶态无机二氧化硅为硅灰、气相二氧化硅中的一种或两种的混合物。
3.按权利要求I所述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述非晶态无机二氧化硅的比表面积大于15000m2/kg。
4.按权利要求I所述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述层状硅酸盐矿物为云母粉、滑石粉、叶腊石粉的一种或多种的混合物。
5.按权利要求I所述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述有机娃为异辛基娃烧、异丁基娃烧的一种或两种的混合物。
6.按权利要求I所述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述橡胶颗粒为表面经过改性的橡胶颗粒。
7.按权利要求I所述的一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，其特征在于所述的橡胶颗粒的粒度为80-120目。
全文摘要
本发明涉及一种轨道板/道床板混凝土用高阻抗剂，所述的高阻抗剂是由非晶态无机二氧化硅、层状硅酸盐矿物、有机硅、橡胶颗粒混合而成，其中非晶态无机二氧化硅的用量为15％-55％，层状硅酸盐矿物的用量为10％-50％、有机硅的用量为5％-45％，橡胶颗粒的用量为30％-70％。本发明可以显著提高混凝土材料的阻抗和电阻率，并在一定程度上提高混凝土的抗压强度，可以用于高速铁路、轨道交通等对混凝土结构有绝缘要求的领域。
文档编号C04B24/42GK102701637SQ201210110198
公开日2012年10月3日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者易忠来, 李化建, 谢永江, 谭盐宾 申请人:中国铁道科学研究院铁道建筑研究所