[发明专利]含有纳米钻石烯的水泥基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种含有纳米钻石烯的水泥基复合材料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：水泥1-2份，钢纤维0.003-0.05份，纳米钻石烯0.02-0.08份，水0.2-0.6份，掺合料0.25-0.45份，高性能减水剂0.001-0.003份，石英砂0.4-0.5份，碳纤维0.006-0.07份。

2.根据权利要求1所述的含有纳米钻石烯的水泥基复合材料，其特征在于，所述的纳米钻石烯为改性的纳米钻石烯，由以下方法制得：

a.超声波碱洗：将纳米钻石烯放入装有碱液的超声波清洗机中，超声波频率为35-45KHz，碱液为浓度10%-12%的NaOH水溶液，碱洗温度为50-60℃，旋转搅拌，搅拌速度为35-40rpm，清洗20-30min；

b.超声波水洗：将碱洗后的纳米钻石稀放入装有去离子水的超声波清洗机中，超声波频率为30-40KHz，搅拌速度为25-30rpm，搅拌时间为15-20min，取上层清液测量pH值，反复清洗直至pH=7；

c.酸洗活化：将经过清洗后的纳米钻石稀加入酸洗液中，所述的酸洗液为浓度25%-30%的硝酸溶液，酸洗温度为25-30℃，旋转搅拌，搅拌速度为30-35rpm，搅拌15-20min；

d.超声波水洗：将酸洗后的纳米钻石稀放入装有去离子水的超声波清洗机中，超声波频率为30-35KHz，旋转搅拌，搅拌速度为10-20rpm，搅拌15-20min，取上层清液测量pH值，反复清洗直至pH=7；

e.将步骤d的纳米钻石烯放入装有无水乙醇的超声波清洗机中搅拌，在超声波频率为30-35KHz，搅拌速度为2500-3000rpm的条件下，加入硅烷偶联剂，搅拌20-30min，然后将其放入真空烘箱内，在120-150℃下，烘干得改性后的纳米钻石烯；

所述的纳米钻石烯与乙醇的用量比为2-3g:100ml；所述的硅烷偶联剂的质量为纳米钻石烯质量的3-7%。

3.根据权利要求2所述的含有纳米钻石烯的水泥基复合材料，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为KH550。

4.根据权利要求1所述的含有纳米钻石烯的水泥基复合材料，其特征在于，所述的纳米钻石烯粒度配比为20nm︰30nm︰40nm=(4-5) ︰(3-4) ︰(1-2)。

5.根据权利要求1所述的含有纳米钻石烯的水泥基复合材料，其特征在于，所述的钢纤维为直径0.1-0.2mm、长度8-10mm、抗拉强度1800-2200MPa的镀铜钢纤维。

6.根据权利要求1所述的含有纳米钻石烯的水泥基复合材料，其特征在于，所述的碳纤维长度为3-5mm，公称直径为2-5um。

7.根据权利要求1所述的含有纳米钻石烯的水泥基复合材料，其特征在于，所述的掺合料为硅灰或粉煤灰或者二者混合物。

8.根据权利要求7所述的含有纳米钻石烯的水泥基复合材料，其特征在于，所述的硅灰或者粉煤灰比表面积为2000-3500cm²/g。

9.根据权利要求1所述的含有纳米钻石烯的水泥基复合材料，其特征在于，所述的高性能减水剂为聚羟酸盐减水剂；所述的水泥为硅酸盐水泥。

10.根据权利要求1-9任一所述的含有纳米钻石烯的水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：

（1）将水和高性能减水剂以800-1000rpm的速度混合搅拌15-20min，然后加入纳米钻石烯以2500-3000rpm的速度搅拌20-30min，制得混合液；

（2）将水泥、掺合料、石英沙倒入球磨机研磨混合均匀，并在60-80℃下将其烘干，制得混合粉末；

（3）向步骤（2）的混合粉末边搅拌边中加入步骤（1）的混合液，直至混合物流化，得到水泥混合浆料，并将该水泥混合浆料喂入高剪切胶体磨中高速剪切5-15min；

（4）将钢纤维和碳纤维加入到剪切后的混合浆液中进行磁力搅拌，搅拌速度为200-250rpm，搅拌20-30min后，得含有纳米钻石烯的水泥基复合材料。