[发明专利]一种碳纳米材料复合的自感知超高性能混凝土及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米材料复合的自感知超高性能混凝土，其特征在于，包括以下原料组分：水泥、硅灰、石英粉、石英砂、钢纤维、减水剂和碳纳米材料，按重量份数计，水泥用量为600-900份，硅灰用量为70-100份，石英粉用量为150-300份，石英砂用量为800-1200份，减水剂用量为6-15份，钢纤维的体积掺量为1.0％-2.0％，碳纳米材料用量为水泥和硅灰总用量的0.1％-0.8％。

2.根据权利要求1所述的一种碳纳米材料复合的自感知超高性能混凝土，其特征在于，所述碳纳米材料包括多层石墨烯、少层石墨烯、还原氧化石墨烯、碳纳米纤维、多壁碳纳米管或表面处理多壁碳纳米管的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种碳纳米材料复合的自感知超高性能混凝土，其特征在于，所述多层石墨烯的层数为5-10层，片层直径为10-50μm，比表面积为360-450m²/g，纯度大于95％；

所述少层石墨烯的层数为1-5层，片层直径为10-50μm，比表面积为360-450m²/g，纯度大于98％。

4.根据权利要求2所述的一种碳纳米材料复合的自感知超高性能混凝土，其特征在于，所述碳纳米纤维的外径为200-600nm，长度为5-50μm，纯度大于70％。

5.根据权利要求2所述的一种碳纳米材料复合的自感知超高性能混凝土，其特征在于，所述多壁碳纳米管的内径为5-10nm，外径为20-30nm，长度为10-30μm，纯度大于95％。

6.根据权利要求2所述的一种碳纳米材料复合的自感知超高性能混凝土，其特征在于，所述表面处理多壁碳纳米管为石墨化多壁碳纳米管或镀镍多壁碳纳米管，所述石墨化多壁碳纳米管中多壁碳纳米管的纯度大于99.9％，所述镀镍多壁碳纳米管中镍的质量分数大于50％。

7.根据权利要求2所述的一种碳纳米材料复合的自感知超高性能混凝土，其特征在于，所述硅灰为970U硅灰，比表面积为21.36m²/g；

所述石英粉的粒径为8000；

所述石英砂的粒径为0.250-0.595mm或0.147-0.210mm中的一种或两种；

所述钢纤维为平直型镀铜钢纤维，长度为5～20mm，长径比为30～90。

8.根据权利要求2所述的一种碳纳米材料复合的自感知超高性能混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，其中活性成分质量分数大于90％，减水率大于21％。

9.如权利要求1-8任一所述的一种碳纳米材料复合的自感知超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)取碳纳米材料、减水剂分散于一部分水中，得到碳纳米材料悬浮液；

(2)取水泥、硅灰、石英粉、石英砂、钢纤维均匀混合，得到混合料；

(3)将所得碳纳米材料悬浮液、混合料与剩余水混合，即得目的产物。

10.根据权利要求9所述的一种碳纳米材料复合的自感知超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，水的总质量与水泥质量的比例为(180-200)：(600-900)；

步骤(1)和步骤(3)中的水的质量比为1:1。