[发明专利]一种碳纳米管混凝土及其制备方法

说明书

本申请公开了一种碳纳米管混凝土及其制备方法。碳纳米管混凝土包含以下重量份的原料：碎石900～1150份；砂650～850份；海工硅酸盐水泥220～260份；水130～160份；粉煤灰65～90份；聚羧酸减水剂1～3份；改性碳纳米管纤维0.2～1.5份；每份所述改性碳纳米管纤维的制备方法为：1)取1～3重量份的多壁碳纳米管分散于丙酮溶液中；2)加入1重量份的羟丙基甲基纤维素，进行分散处理，得到分散均匀的混合液；3)对步骤2)所得的混合液进行纺丝，制成所述改性碳纳米管纤维。本申请的碳纳米管混凝土可用于混凝土的技术领域，其具有减慢混凝土的水化作用，提高混凝土的防腐蚀作用，从而达到提升混凝土的抗裂强度的优点。

技术领域

本申请涉及混凝土的技术领域，更具体地说，它涉及一种碳纳米管混凝土及其制备方法。

背景技术

我国海域面积大，对于一些海洋工程项目较多，例如跨海大桥、海底隧道等的建设少不了混凝土。

然而，混凝土在海水中易受到SO₄^2-离子的腐蚀，腐蚀机理为SO₄^2-离子进入混凝土内部，与硅酸盐水泥水化产物如水化硅酸钙、C～S～H凝胶、氢氧化钙和水化铝酸钙等发生一系列化学反应，产生钙矾石、钙硅石、石膏等难溶性和膨胀性产物。当这些产物的膨胀应力超过混凝土材料的抗拉强度时，将造成混凝土材料开裂的情况。

相关技术通过加入碳纳米管提高混凝土的强度，但是碳纳米管会加快混凝土的水化反应，导致混凝土初期强度高，但后期强度低，混凝土有碳纳米管的部位容易收缩变形，而其他部位正常水化反应，则各部位强度不一致，使得混凝土整体抗硫酸盐侵蚀性变差，使混凝土容易遭受海水侵蚀，从而降低混凝土的抗裂强度。

发明人认为，在相关技术中存在以下缺陷：存在易受硫酸根离子侵蚀而导致混凝土抗裂强度降低的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本申请的第一个目的在于提供一种碳纳米管混凝土，其具有降低海水中硫酸根离子的腐蚀作用，提高混凝土的抗裂强度的优点。

本申请的第二个目的在于提供一种碳纳米管混凝土的制备方法，其具有降低海水中硫酸根离子的腐蚀作用，提高混凝土的抗裂强度的优点。

为实现上述第一个目的，本申请提供了如下技术方案：一种碳纳米管混凝土，所述碳纳米管混凝土包含以下重量份的原料：

碎石900～1150份；

砂650～850份；

海工硅酸盐水泥220～260份；

水130～160份；

粉煤灰65～90份；

聚羧酸减水剂1～3份；

改性碳纳米管纤维0.2～1.5份；

每份所述改性碳纳米管纤维的制备方法为：1)取1-3重量份的多壁碳纳米管粉末分散于丙酮溶液中；2)加入1重量份的羟丙基甲基纤维素，进行分散处理，得到分散均匀的混合液；3)对步骤2)所得的混合液进行纺丝，制成所述改性碳纳米管纤维。

通过采用上述技术方案，将羟丙基甲基纤维素与多壁碳纳米管制成改性碳纳米管，利用多壁碳纳米管的强吸附性，分散后的多壁碳纳米管能够充分吸附羟丙基甲基纤维素，可以很好的将羟丙基甲基纤维素和多壁碳纳米管混合充分；一方面改性碳纳米管纤维能够发挥碳纳米管优良的力学性能，提高混凝土的强度；另一方面能够发挥羟丙基甲基纤维素对硅酸三钙及其水化产物有强烈的吸附作用，阻止水泥颗粒的溶解和水化产物的结晶，从而延迟水泥的水化和凝结；这样能够缓解多壁碳纳米管对水化反应的影响，使整个混凝土结构各个部位的水化反应趋于同步，进而保持混凝土整体的强度稳定；另外，改性碳纳米管纤维能够分布在混凝土各个空隙之中，能够充分发挥改性碳纳米管纤维的力学特性，进而提高混凝土的抗裂强度。