[发明专利]一种水泥基传感元件及其制备方法

权利要求书

1.一种水泥基传感元件，包括水泥基复合材料、预埋在水泥基复合材料中的电极和包裹在水泥基复合材料表面的绝缘漆，所述水泥基复合材料包括水泥、粉煤灰、硅灰、纳米纤维素晶须、多壁碳纳米管、水、减水剂、消泡剂、纤维和聚乙烯吡咯烷酮，其特征在于，所述水泥基复合材料为I类、II类或III类；

I类水泥基复合材料中水泥、粉煤灰、硅灰、纳米纤维素晶须、多壁碳纳米管、水、减水剂、消泡剂和纤维的质量比为1：0.4～0.7：0～0.2：0～0：0.01～0.03：0.4～0.6：0.004～0.01：0.002～0.004：0.03～0.07；所述聚乙烯吡咯烷酮和多壁碳纳米管的质量比为1：1；

II类水泥基复合材料中水泥、粉煤灰、硅灰、纳米纤维素晶须、多壁碳纳米管、水、减水剂、消泡剂和纤维的质量比为1：0.4～0.7：0～0.2：0.003～0.01：0.01～0.03：0.4～0.5：0.01～0.03：0.002～0.004：0.05～0.1；所述聚乙烯吡咯烷酮和多壁碳纳米管的质量比为1：1；

III类水泥基复合材料中水泥、粉煤灰、硅灰、纳米纤维素晶须、多壁碳纳米管、水、减水剂、消泡剂和纤维的质量比为1：0.4～0.7：0～0.2：0.012～0.02：0.01～0.03：0.26～0.4：0.03～0.05：0.002～0.004：0.05～0.15；所述聚乙烯吡咯烷酮和多壁碳纳米管的质量比为1：1。

2.根据权利要求1所述的水泥基传感元件，其特征在于，所述I类、II类或III类水泥基复合材料的分类是基于混凝土强度和水泥基传感元件抗压强度获得，所述I类水泥基复合材料匹配抗压强度为80～90MPa的水泥基传感元件，匹配强度为C20～C40混凝土；所述II类水泥基复合材料匹配抗压强度为130～140MPa的水泥基传感元件，匹配强度为C45～C60的混凝土；所述III类水泥基复合材料匹配抗压强度为170～180MPa的水泥基传感元件，匹配强度为C65～C80的混凝土。

3.根据权利要求1或2所述的水泥基传感元件，其特征在于，所述水泥的比表面积＞320m²/kg；所述粉煤灰的烧失量＜8％，活性指数＞75％；所述硅灰比表面积＞18m²/g，活性指数＞110％。

4.根据权利要求1或2所述的水泥基传感元件，其特征在于，所述纳米纤维素晶须为液体或粉体；所述纳米纤维素晶须的直径为4～9nm，长度为100～400nm；所述多壁碳纳米管的直径为20～40nm，长度为0.5～15μm。

5.根据权利要求1或2所述的水泥基传感元件，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸减水剂；所述消泡剂包括有机硅消泡剂；所述纤维包括玄武岩短切纤维，所述玄武岩短切纤维的直径为15～20μm，长度为3～5mm。

6.根据权利要求1或2所述的水泥基传感元件，其特征在于，所述水泥基传感元件的表面设置有凸起。

7.根据权利要求6所述的水泥基传感元件，其特征在于，所述凸起中心点之间的距离为3～5mm。

8.根据权利要求1或2所述的水泥基传感元件，其特征在于，所述水泥基传感元件的形状为长方体或椭圆体；所述长方体的长度为20～40mm，宽度为20～40mm，高度为30～50mm，高宽比不大于1.5；所述椭圆体的长轴为30～50mm，短轴为20～40mm，高度为20～40mm，长轴与短轴的比不大于1.5。