[發明專利]一種具備多智能特性的混凝土傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202011014841.X
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112268933B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 劉金濤;黃存旺;楊楊;顧春平;倪彤元
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;C04B28/04
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種具備多智能特性的混凝土傳感器的制備方法，其特征在于，將水泥、納米二氧化硅、礦渣、減水劑、消泡劑混合，在水泥膠砂攪拌機中低速攪拌2~4分鐘；接著加入砂，繼續中低速干拌2~3分鐘；然后加入分散均勻的三維納米材料水性分散液，進行中低速攪拌2~3分鐘和高速攪拌3~4分鐘；接著加入超高分子量聚乙烯纖維和鋼纖維，進行中低速攪拌2~3分鐘和高速攪拌3~4分鐘；最后，將得到攪拌均勻的拌合物澆筑到模具中，按等間距且相鄰電極的距離為20-40mm插入導電電極，并進行20-40s的振搗；

各組分的配合比按照重量比為水泥：納米二氧化硅：礦渣：砂：減水劑：消泡劑：三維碳納米材料水性分散液=1：（0.05-0.12）：（0.1-0.2）：（0.8-1.2）：（0.02-0.03）：（0.001-0.004）：（0.240-0.284），其中鋼纖維為長度為13?mm至16mm、直徑200μm的螺旋形微細鋼纖維，鋼纖維體積摻量為1.0%至2.0%，砂為20目~40目與40目~100目按照（3.0~2.0）：1.0比例混合而成的機制砂，超高分子量聚乙烯纖維的體積摻量為0.5%至1.5%；

所述水泥為52.5普通硅酸鹽水泥，所述納米二氧化硅的粒徑20-50nm，純度高于95%；所述礦渣為S105級粒化高爐礦渣；

所述的超高分子量聚乙烯纖維，其彈性模量超過100GPa和拉伸強度3500MPa以上；

所述的三維碳納米材料由納米石墨烯和碳納米管按質量比為4：1合成，是一種三維結構，具體的形態為碳納米管生長于納米石墨烯表面上，純度高于90%，其中碳納米管的外徑為50-80nm，石墨烯直徑為3-6μm；

所述的三維碳納米材料水性分散液的原材料包括三維碳納米材料、離子型表面活性劑和水，其中，三維碳納米材料、離子型表面活性劑和水的質量比為（0.008-0.02）：（0.002-0.004）：（0.23-0.26）；

所述的三維碳納米材料水性分散液的制備方法為：將離子型表面活性劑加入水中并攪拌均勻，再加入三維碳納米材料攪拌濕潤，隨后將水溶液置于冰水浴中，放于頻率為20KHz，功率為600w的超聲波處理器中，經過15-25min?的超聲處理，得到分散均勻的三維碳納米材料水性分散液。

2.如權利要求1所述的一種具備多智能特性的混凝土傳感器的制備方法，其特征在于，所述混凝土傳感器還包括導電電極，所述導電電極尺寸為35mm×60mm鋼網，鋼網目數為4-8目和絲徑為0.8-1.2mm。

3.如權利要求1所述的一種具備多智能特性的混凝土傳感器的制備方法，其特征在于，所述混凝土傳感器適用溫度范圍為-10℃~60℃，適用濕度范圍為混凝土傳感器干燥狀態至飽水狀態，適用受荷狀態為拉伸荷載和壓縮荷載。

4.一種具備多智能特性的混凝土傳感器，其特征在于，所述混凝土傳感器使用如權利要求1所述的具備多智能特性的混凝土傳感器的制備方法制備得到。