在石油化工、军火仓库、电子车间等高危场所,传统混凝土存在致命缺陷:机械摩擦易产生火花,静电积聚可能引发爆炸。普通混凝土的骨料中若含石英等硬质矿物,与金属工具碰撞时可能产生高达3000℃的火花,而静电积聚电压可达数千伏,这对易燃易爆环境构成直接威胁。
不发火防静电混凝土配合比通过三重技术路径解决安全隐患:
1. 特殊骨料选择:采用白云石、石灰石等莫氏硬度<3的软质骨料,确保金属撞击时不产生火花
2. 导电网络构建:添加钢纤维(掺量1.5-2.5%)或石墨(掺量8-12%)形成连续导电通路
3. 界面优化技术:使用碳黑改性剂(0.6-1.2%)降低电阻率至10^4-10^6Ω·cm范围
典型配合比为:
- 42.5级硅酸盐水泥 320kg/m³
- 白云石骨料(5-20mm)1450kg/m³
- 镀铜钢纤维 25kg/m³
- 导电碳黑 4kg/m³
- 减水剂(聚羧酸系)1.8%胶材用量
要求表面电阻<1×10^6Ω,采用双层构造:下层为普通混凝土,上层50mm厚不发火防静电层,钢纤维掺量提高至3%,每6m设导电铜带接地极。
静电敏感区域采用石墨改性方案,添加12%鳞片石墨,电阻率控制在10^5Ω·cm,同时掺入硅灰(8%水泥量)提升耐磨性。
骨料严格选用白云石,金属含量<0.02%,配合比中额外添加0.5%的聚丙烯纤维防止爆破碎片飞溅。
经ASTM C779测试,标准配合比的不发火性能表现为:
- 落锤试验(4.5kg锤,1m高度)无可见火花
- 摩擦试验(转速1440rpm)表面温度升高<20℃
- 体积电阻测试值稳定在3.2×10^5Ω·cm
- 抗压强度仍保持C30等级(28天强度34.5MPa)
施工时需特别注意:拌合时间延长30%,振捣后表面需用导电抹子收光,养护期间相对湿度保持≥70%以防止导电网络断裂。
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