The invention relates to an intelligent concrete with graphene oxide reinforced carbon nanotube coated sand for wireless monitoring of an engineering structure, a wireless sensor with an antenna and a preparation method thereof. The enhanced GO smart concrete CNT coated sand including GO powder, corresponding GO dispersant or GO dispersion, CNT powder, CNT dispersant or corresponding CNT dispersions, mineral admixtures, sand, superplasticizer, organic solvent, polymer emulsion, water and cement. The built-in antenna GO enhanced intelligent concrete sensor CNT coated sand and concrete matrix has strong compatibility, good durability, high toughness, mechanical and electrical advantages of high sensing sensitivity and good linearity, between the corresponding sensor can be placed in the support and support the road / deck unit or embedded in the road / deck unit and can realize the large-scale factory production line before and after the procedure, independent of each other, has excellent application prospect in the field of wireless monitoring of engineering structures in situ.
【技术实现步骤摘要】
GO增强CNT覆膜砂的智能混凝土、无线传感器及制法
本专利技术涉及一种工程结构无线监测用氧化石墨烯增强碳纳米管覆膜砂的智能混凝土、自带天线的无线传感器及其制备方法。
技术介绍
处于暴露环境中的混凝土交通桥梁、路面、建筑物、大型基础和人行道等易受到重复碾压荷载与长期磨损剥蚀为主要致损因素的损坏,且这种损坏还可能随着更多、更大重型车辆或更大有效承载运输工具的使用而加剧和更频繁地发生。因此,将水泥(混凝土)基材中掺加各类导电/压电填料,诸如炭黑、碳纤维、镍粉、碳纳米管(CNT)、石墨烯纳米片(GnP)、锆钛酸铅(PZT)、聚偏氟二乙烯(PVDF)等,进而制成压阻、压电、压阻/压电复合型传感器,并有效提升这些传感器的抗裂韧性、耐磨蚀性及与结构体系的兼容性。与此同时,利用这些本征传感器的电学性能(电压、电流、电阻率、电容、阻抗等)随所受应力、应变信号的变化而变化的智能特性,并通过外粘、内嵌等工艺,实现对这些交通结构的关键部位进行实时、在位的智能检测、监测就显得极为重要。中国专利公开号CN106007553A、CN105268339A分别首次公开了一种先将CNT均匀分散于聚乙烯醇胶体、纳米硅胶中,之后将制备的CNT/聚乙烯醇预聚合溶液、CNT/纳米硅胶溶液作为复合改性剂掺入到水泥砂浆中,有效阻止CNT产生团聚,并充分发挥CNT、聚乙烯醇或纳米硅胶在水泥基材料中的韧性及耐久性增强效果,并且能够通过内部电阻变化反映出基材内部应力变化。国际专利ZL200980125145.1用水泥熟料作为锚固过渡金属的纳米颗粒的基底允许在水泥熟料颗粒和晶粒上连续、大规模合成产生CNT,进而 ...
【技术保护点】
一种GO增强CNT覆膜砂的智能混凝土,其特征在于,包括具有以下质量份数的各组分:0.00001~0.001份GO粉剂、0~0.005份相应GO分散剂或直接含有0.00001~0.001份GO的分散液,0.00005~0.05份CNT粉剂、0.0001~0.05份相应CNT分散剂或直接含有0.00005~0.05份CNT的分散液,0~0.15份矿物掺合料,1.5~3份山砂,0~0.02份高效减水剂,0~0.15份有机溶剂,0.05~0.5份聚合物乳液,0.25~0.5份水和1份水泥。
【技术特征摘要】
1.一种GO增强CNT覆膜砂的智能混凝土,其特征在于,包括具有以下质量份数的各组分:0.00001~0.001份GO粉剂、0~0.005份相应GO分散剂或直接含有0.00001~0.001份GO的分散液,0.00005~0.05份CNT粉剂、0.0001~0.05份相应CNT分散剂或直接含有0.00005~0.05份CNT的分散液,0~0.15份矿物掺合料,1.5~3份山砂,0~0.02份高效减水剂,0~0.15份有机溶剂,0.05~0.5份聚合物乳液,0.25~0.5份水和1份水泥。2.根据权利要求1所述的GO增强CNT覆膜砂的智能混凝土,其特征在于,所述CNT粉剂为纯CNT、羧基化CNT、氨基化CNT或磺酸基化CNT;CNT分散液为CNT水分散液、CNT醇分散液、CNT-二甲基甲酰胺分散液或CNT酯分散液;优选的,所述CNT类型为单壁CNT或多壁CNT,直径1-50nm,长度2-50μm。3.根据权利要求1所述的GO增强CNT覆膜砂的智能混凝土,其特征在于,所述GO分散剂为聚羧酸类高效减水剂、高分子类阿拉伯树胶、非离子型壬基酚聚氧乙烯醚其中的一种或几种组合;所述CNT分散剂为阴离子型十二烷基苯磺酸钠、聚对苯乙烯磺酸钠、阳离子型十六烷基三甲基溴化铵、非离子型壬基酚聚氧乙烯醚、高分子类阿拉伯树胶、生物类脱氧胆酸钠其中的一种或几种组合;优选地,GO及CNT分散剂选同一种或几种组合。4.根据权利要求1所述的GO增强CNT覆膜砂的智能混凝土,其特征在于,所述山砂为压碎花岗岩而制成的山砂,最大粒径、最小粒径分别为2.36mm、0.15mm,细度模数在1.5-2.2之间;所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种。5.根据权利要求1所述的GO增强CNT覆膜砂的智能混凝土,其特征在于,所述高效减水剂为聚羧酸类、萘系磺酸盐类、氨基磺酸盐类、密胺树脂类、脂肪族类高效减水剂中的一种或几种组合;所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、氯仿中的一种;所述聚合物乳液为含有一定电解质的聚丙烯酸酯乳液、聚苯...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗健林,李秋义,钟国麟,张春巍,
申请(专利权)人:青岛理工大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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