[發明專利]一種納米炭黑改性導電水泥的制備方法

在審

• 申請號: 201611216587.5
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN108238757A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 張慶亮;趙巖;張志偉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B111/94
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅

本發明公開了一種納米炭黑改性導電水泥的制備方法，按照重量份數由以下組分組成，按照重量份數由以下組分組成，硅酸鹽水泥80～95份、粉煤灰9～12份、不銹鋼微絲5～8份、減水劑0.02～1.00份、納米炭黑2～8份、水性分散劑2～5份、所述納米炭黑粒徑為36～40nm，比表面積為1612～1856m²/g，電阻率為0.2～5.6Ω·cm。本發明制備方法簡單，成本低，本發明方法得到的水泥具有良好的導電性、壓敏性和耐久性，同時與混凝土結構具有良好的相容性。

技術領域

本發明涉及一種納米炭黑改性導電水泥的制備方法。

背景技術

混凝土是現代應用最廣泛的建筑材料，其具有原料豐富、價格低廉、工藝簡單、強度高、耐久性好等優點。預拌混凝土是混凝土的一種，是指由水泥、集料、水以及根據需要摻入的外加劑、礦物摻合料等組分按一定比例在攪拌站經計量、拌制后出售的、并采用運輸車在規定時間內運至使用地點的混凝土拌合物。因為現場施工對環境影響較大，所以預拌混凝土受到越來越多的關注。由于外部荷載和腐蝕，材料老化和疲勞等環境條件的作用，橋梁和房屋建筑等混凝土結構在服役過程中容易失效，從而威脅到人們的生命財產安全。結構健康監測技術可以通過對鋼筋銹蝕速率、含水量、pH值、加速度、應力、應變和裂縫的實時監測實現對結構性能的評估。目前應用于混凝土結構健康監測的傳感器主要包括電阻應變片、光纖傳感器、壓電陶瓷和形狀記憶合金等。然而這些傳感器存在耐久性差、靈敏度低、成本高及與混凝土結構相容性不好等缺點。

發明內容

本發明提供了一種納米炭黑改性導電水泥的制備方法，本發明水泥具有良好的導電性、壓敏性和耐久性，同時與混凝土結構具有良好的相容性。為達到上述技術效果，本發明具體通過以下技術方案實現：

一種納米炭黑改性導電水泥的制備方法，包括以下步驟：

(1)在水泥凈漿攪拌機中按重量份依次加入水45～55份、水性分散劑2～5份攪拌1～2min，加入納米炭黑2～8份攪拌1～2min；加入硅酸鹽水泥85～98份、粉煤灰9～12份、不銹鋼微絲5～8份、減水劑0.02～1.00份攪拌5～10min；

(2)把步驟(1)所得到的混合料澆注到模具中；

(3)將模具放入養護箱中養護15～20天后脫模即可。

進一步地，在上述技術方案中，所述納米炭黑粒徑為36～40nm，比表面積為1612～1856m²/g，電阻率為0.2～5.6Ω·cm。

進一步地，在上述技術方案中，所述硅酸鹽水泥強度等級為C35或C40。

進一步地，在上述技術方案中，所述粉煤灰的比表面為520～760m²/kg。

進一步地，在上述技術方案中，所述不銹鋼微絲的直徑為7～9μm，長度為5～8mm，延伸率＞3％，抗拉強度為1000～1100MPa。

進一步地，在上述技術方案中，所述分散劑為HPMA。

進一步地，在上述技術方案中，養護箱溫度為18～22℃、相對濕度為92～94％。

發明有益效果

本發明制備方法工藝簡便。本發明中水泥原料中含有納米炭黑，形成鏈式導電結構，有效降低了水泥的電阻率；本發明混凝土中含有不銹鋼微絲，在使用過程中不受銹蝕的影響；微絲直徑小，可在低摻量下形成有效的增強網絡，提高活性粉末混凝土基體的強度及韌性；微絲柔軟度高，可擴展活性粉末混凝土的應用范圍。本發明水泥具有良好的導電性、壓敏性和耐久性，同時與混凝土結構具有良好的相容性。在路面靜電屏蔽、交通探測、鋼筋銹蝕監測、應力/應變監測、裂縫和損傷監測等方面具有廣闊的研究和應用前景。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明。