CN102071755B - 一种地震报警水泥石 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地震报警水泥石，其特征是包括铜片、电磁铁、弹簧、衔铁、动触点、静触点、报警器、蓄电池、保护套、复合材料、石墨布，电磁铁一端与铜片连接，电磁铁另一端与石墨布连接，电磁铁上方为衔铁，电磁铁与衔铁距离为4～7mm，衔铁铰接固定在支柱上，可以围绕支柱支点旋转，衔铁一端与弹簧连接，衔铁另一端与动触点连接，动触点下方为静触点，动触点和静触点距离为3～6mm，静触点和报警器以及蓄电池连接，铜片、电磁铁、弹簧、衔铁、动触点、静触点、报警器、蓄电池外面做保护套，保护套外面为复合材料，复合材料外侧嵌贴石墨布。本发明所制的地震报警水泥石能及时预报地震情况、具有力学性能优良的优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种地震报警水泥石。
背景技术
我国为位于世界两大地震带-环太平洋地震带与欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分发育。假如在地震时建筑物水泥石能自动发出警报，势必为减少地震危害带来很大的好处。如果可以采用建筑材料的压电性能制成地震报警水泥石，可以带来很大的社会效益和经济效益。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种地震报警水泥石。
本发明包括铜片、电磁铁、弹簧、衔铁、动触点、静触点、报警器、蓄电池、保护套、复合材料、石墨布。电磁铁一端与铜片连接，电磁铁另一端与外侧的石墨布连接，电磁铁上方为衔铁，电磁铁与衔铁距离为4～7mm，衔铁铰接固定在支柱上，可以围绕支柱支点旋转，衔铁一端与弹簧连接，衔铁另一端与动触点连接，动触点下方为静触点，动触点和静触点距离为3～6mm，静触点和报警器以及蓄电池连接，铜片、电磁铁、弹簧、衔铁、动触点、静触点、报警器、蓄电池外面做保护套，保护套外面为复合材料，复合材料外侧嵌贴石墨布。
复合材料原料配比如下：火山岩纤维：7～9份，火山岩纤维长度为5mm；水泥：39～41份；分散剂羟乙基纤维素：2～3份；氧化锌：11～13份；消泡剂磷酸三丁酯：1～1.5份；减水剂木钙：0.3份；水：35～37份。
复合材料原料最优配比如下：火山岩纤维：8份；水泥：40份；分散剂羟乙基纤维素：2.5份；氧化锌：12份；消泡剂磷酸三丁酯：1.2份；减水剂木钙：0.3份；水：36份。
地震报警水泥石制作步骤包括：
(1)预处理氧化锌
将氧化锌进行氢退火处理。
(2)预处理火山岩纤维
将火山岩纤维放入水中，水量约为总用水量的60％，用超声波连续振荡30min进行预分散，震荡时温度控制在38～42℃之间。
(3)加入分散剂羟乙基纤维素和消泡剂磷酸三丁酯以及减水剂木钙
采用间歇式自动控制搅拌仪搅拌3min，速度为20～30r/min，并滴加消泡剂磷酸三丁酯，再超声震荡30min，再用搅拌仪搅拌5min，速度为30～40r/min，在混合液中加入减水剂木钙。
(4)加入水泥和剩余水
采用间歇式搅拌，先快后慢，速度为50～70r/min，搅拌时间为4～5min。
(5)成型
将配好的物料加入到模具，模具中央放置铜片、电磁铁、弹簧、衔铁、动触点、静触点、报警器、蓄电池、保护套。成型方法采用压制成型，成型压力采用12MPa，模具内侧贴3×3cm的石墨布，导电导线织入石墨布，石墨布作为通电电极。
(6)干燥
把报警水泥石放入逆流式隧道干燥室。预热段干燥室气流的相对湿度保持为80％～95％，温度为35～45℃。此后进入干燥段，干燥段干燥室气流的相对湿度保持为30％～40％，温度为55～65℃。
本发明所制的地震报警水泥石能及时预报地震情况、具有力学性能优良的优点。
附图说明
图1地震报警水泥石示意图
1、铜片，2、电磁铁，3、弹簧，4、衔铁，5、支柱，6、动触点，7、静触点，8、报警器，9、蓄电池，10、保护套，11、复合材料，12、石墨布
具体实施方式
下面结合附图详细描述。
本实施例包括铜片1、电磁铁2、弹簧3、衔铁4、支柱5、动触点6、静触点7、报警器8、蓄电池9、保护套10、复合材料11、石墨布12。电磁铁2一端与铜片1连接，电磁铁2另一端与石墨布12连接，电磁铁2上方为衔铁4，电磁铁2与衔铁4距离为5mm，衔铁4铰接固定在支柱5上，可以围绕支柱5支点旋转，衔铁4一端与弹簧3连接，衔铁4另一端与动触点6连接，动触点6下方为静触点7，动触点6和静触点7距离为4mm，静触点7和报警器8以及蓄电池9连接，铜片1、电磁铁2、弹簧3、衔铁4、支柱5、动触点6、静触点7、报警器8、蓄电池9外面做保护套10，保护套10外面为复合材料11，复合材料11外侧嵌贴石墨布12。
当水泥石受到地震压力时，复合材料11会产生电流，铜片1、电磁铁2、复合材料和石墨布12形成闭合电路，电磁铁2通电有磁性，吸下衔铁4，使动触点6和静触点7接触，报警器8工作电路闭合，报警器8发出报警声音。当复合材料恢复正常状态时，电磁铁2断电失去磁性。弹簧3收紧恢复原状，通过杠杆作用把衔铁4拉起，动触点6和静触点7分离，报警器8工作电路断开，报警器8停止发出报警声音。
复合材料11原料配比如下：火山岩纤维含量：7～9份，火山岩纤维长度为5mm；水泥：39～41份；分散剂羟乙基纤维素：2～3份；氧化锌：11～13份；消泡剂磷酸三丁酯：1～1.5份；减水剂木钙：0.3份；水：35～37份。
复合材料11最优配比如下：火山岩纤维含量：8份；水泥：40份；分散剂羟乙基纤维素：2.5份；氧化锌：12份；减水剂木钙：0.3份；消泡剂磷酸三丁酯：1.2份；水：36份。
地震报警水泥石制作步骤包括：
(1)预处理氧化锌
将氧化锌进行氢退火处理。
氢退火处理氧化锌可以使氧化锌颗粒的电阻率下降5～6个数量级，最低电阻率达到8×10-3Ω·cm。氢退火处理使得载流子浓度和迁移率增加，因而使得电阻率下降.造成载流子浓度增加的原因主要归结为氢退火处理使得电子解脱了陷阱能级的束缚和晶粒间界吸附氧逸出，使晶粒间界势垒下降，从而使薄膜电阻率下降。
(2)预处理火山岩纤维
将火山岩纤维放入水中，水量约为总用水量的60％，用超声波连续振荡30min进行预分散，震荡时温度控制在38～42℃之间。
(3)加入分散剂羟乙基纤维素和消泡剂磷酸三丁酯以及减水剂木钙
采用间歇式自动控制搅拌仪搅拌3min，速度为20～30r/min，并滴加消泡剂磷酸三丁酯，再超声震荡30min，再用搅拌仪搅拌5min，速度为30～40r/min，此时火山岩纤维基本呈单丝状态，在混合液中加入减水剂木钙。
(4)加入水泥和剩余水
采用间歇式搅拌，先快后慢，速度为50～70r/min，搅拌时间为4～5min。
(5)成型
将配好的物料加入到模具，模具中央放置铜片1、电磁铁2、弹簧3、衔铁4、支柱5、动触点6、静触点7、报警器8、蓄电池9、保护套10。成型方法采用压制成型，成型压力采用12MPa，模具内侧贴3×3cm的石墨布，导电导线织入石墨布，石墨布作为通电电极。
密实成型压力会影响地震报警水泥石的电阻率。成型压力越高，地震报警水泥石更密实，孔隙率小，因而导电性较好；压力对混合料的“压缩”作用也会大大缩短火山岩纤维的间距，增大火山岩纤维的搭接程度，使沿火山岩纤维网络的电子传导得以加强；同时，压力作用下的火山岩纤维与水泥石间接触电阻也将变小。此外，火山岩纤维间距的缩短，也使得部分火山岩纤维间原以离子导电为主的电导变成以电子导电为主的电导，所有这些都大大增强了地震报警水泥石的导电性。试验表明，成型压力为12MPa时地震报警水泥石电阻率相对其他成型压力最少。
(6)干燥
把报警水泥石放入逆流式隧道干燥室。预热段干燥室气流的相对湿度保持为80％～95％，温度为35～45℃。此后进入干燥段，干燥段干燥室气流的相对湿度保持为30％～40％，温度为55～65℃。
Claims (3)
1.一种地震报警水泥石，其特征是包括铜片、电磁铁、弹簧、衔铁、动触点、静触点、报警器、蓄电池、保护套、复合材料、石墨布，电磁铁一端与铜片连接，电磁铁另一端与外侧的石墨布连接，电磁铁上方为衔铁，电磁铁与衔铁距离为4～7mm，衔铁铰接固定在支柱上，可以围绕支柱支点旋转，衔铁一端与弹簧连接，衔铁另一端与动触点连接，动触点下方为静触点，动触点和静触点距离为3～6mm，静触点和报警器以及蓄电池连接，铜片、电磁铁、弹簧、衔铁、动触点、静触点、报警器、蓄电池外面做保护套，保护套外面为复合材料，复合材料外侧嵌贴石墨布；复合材料原料配比如下：火山岩纤维：7～9份，火山岩纤维长度为5mm；水泥：39～41份；分散剂羟乙基纤维素：2～3份；氧化锌：11～13份；消泡剂磷酸三丁酯：1～1.5份；减水剂木钙：0.3份；水：35～37份。
2.根据权利要求1所述的地震报警水泥石，其特征是复合材料原料最优配比如下：火山岩纤维含量：8份；水泥：40份；分散剂羟乙基纤维素：2.5份；氧化锌：12份；消泡剂磷酸三丁酯：1.2份；减水剂木钙：0.3份；水：36份。
3.根据权利要求1所述的地震报警水泥石，其特征是制作步骤包括：
(1)预处理氧化锌
将氧化锌进行氢退火处理；
(2)预处理火山岩纤维
将火山岩纤维放入水中，水量约为总用水量的60％，用超声波连续振荡30min进行预分散，震荡时温度控制在38～42℃之间；
(3)加入分散剂羟乙基纤维素和消泡剂磷酸三丁酯以及减水剂木钙
采用间歇式自动控制搅拌仪搅拌3min，速度为20～30r/min，并滴加消泡剂磷酸三丁酯，再超声震荡30min，再用搅拌仪搅拌5min，速度为30～40r/min，在混合液中加入减水剂木钙；
(4)加入水泥和剩余水
采用间歇式搅拌，先快后慢，速度为50～70r/min，搅拌时间为4～5min；
(5)成型
将配好的物料加入到模具，模具中央放置铜片、电磁铁、弹簧、衔铁、动触点、静触点、报警器、蓄电池、保护套；成型方法采用压制成型，成型压力采用12MPa，模具内侧贴3×3cm的石墨布，导电导线织入石墨布，石墨布作为通电电极；
(6)干燥
把报警水泥石放入逆流式隧道干燥室；预热段干燥室气流的相对湿度保持为80％～95％，温度为35～45℃；此后进入干燥段，干燥段干燥室气流的相对湿度保持为30％～40％，温度为55～65℃。
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