[發明專利]一種石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體混凝土的制備與應用

在審

• 申請號: 202110966050.5
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113754369A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 李孟;馮美軍;田冬軍;曲恒輝;張圣濤;朱輝;王軍崗;王延相
• 申請（專利權）人: 山東高速材料技術開發集團有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B14/38;C04B14/02
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

1.一種石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體混凝土，其特征在于，包括以下重量份數的原料：

石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體2.0～4.0份，水泥35～55份，分散劑4～8份，減水劑0.5～3.5份，水10～30份，砂石20～30份。

2.根據權利要求1所述的石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體混凝土，其特征在于，所述碳納米管-碳纖維增強體由以下方法制備：將碳納米管-碳纖維增強體與石墨烯按照重量比80:20混合而制成石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體。

3.根據權利要求2所述的石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體混凝土，其特征在于，所述碳納米管-碳纖維增強體由以下方法制備：

1)對12K碳纖維進行電化學改性，得到表面處理后的碳纖維；

2)將步驟1)得到的碳纖維浸入金屬鹽溶液中，將浸漬后的碳纖維放入管式爐中，通入保護氣體和H₂，得到表面負載金屬納米顆粒的碳纖維；

3)將步驟2)得到的碳纖維放入化學氣相沉積爐中，同時通入H₂和C₂ H₂的混合氣體，得到表面生長碳納米管的碳纖維。

4.根據權利要求1所述的石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體混凝土，其特征在于，所述水泥為硅酸鹽水泥。

5.根據權利要求1所述的石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體混凝土，其特征在于，所述分散劑為陰離子型表面活性劑；

優選的，所述分散劑選自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、油酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體混凝土，其特征在于，所述減水劑由1～10wt％消泡組分和90～99wt％母液復配并分散在水中制備而成。

7.根據權利要求6所述的石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體混凝土，其特征在于，所述母液選自甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、烯丙基聚氧乙烯醚或異戊烯醇聚氧乙烯醚；所述消泡組分選自乙撐基雙硬脂酰胺、硬脂酸鈣、聚醚改性硅或硬脂酸單甘油酯。

8.根據權利要求1所述的石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體混凝土，其特征在于，所述砂石包括河砂和石子，所述河砂的粒徑為0.2-0.5mm，所述石子的平均粒徑為10mm；所述河砂占砂石總重量的40％～70％。

9.權利要求1～8任一項所述的石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體混凝土的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)先將石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體與分散劑充分混合，再加入到水泥中混合均勻得到混合物；

2)將水和減水劑超聲處理混合均勻，得到攪拌用水；

3)將砂石、步驟1)得到的混合物依次加入攪拌機中進行干混，再將步驟2)得到的攪拌用水加入進行攪拌，混勻后得到石墨烯-碳納米管-碳纖維增強體混凝土。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，將步驟1)得到的混合物、砂石混合后，開動攪拌機進行干混60s，停止攪拌機，再將步驟2)得到的攪拌用水加入，繼續攪拌300s。