一种纳米碳纤维水泥基增韧增强复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米碳纤维水泥基增韧增强复合材料及其制备方法，该复合材料包括硅酸盐水泥30.0～40.0wt％，粉煤灰10.5～23.0wt％，硅灰8.5～14.5wt％，复合膨胀剂6.2～15.0wt％，细骨料30.0～40.0wt％，改性螺旋纳米碳纤维0.8～2.0wt％，减水剂0.1～0.5wt％。本发明专利技术使用甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮和硅烷偶联剂对螺旋纳米碳纤维进行改性，使其在水泥基材料中具有更好的分散性，有效增强水泥基韧性并控制早期的塑性收缩、干缩等非结构性裂缝的产生和发展。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米碳纤维水泥基增韧增强复合材料及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料领域，尤其涉及一种纳米碳纤维水泥基增韧增强复合材料及其制备方法。
技术介绍
水泥为目前建材行业中最为普遍的无机胶凝材料，其具有价格低廉、经久耐用、安全稳定等优异的性能，但水泥基材料属于自重较大的脆性材料，其抗拉强度低、韧性差，在结构工程中较易产生裂缝，影响材料结构的寿命，因此如何增强水泥基材料的韧性，提高水泥及混凝土结构的安全性和耐久性是建材领域的研究人员需要重点关注的问题。目前常用的措施是在水泥基材料中加入纤维、聚合物等材料使水泥基材料复合化，从而提高其力学性能，控制结构的开裂，但宏观纤维也属于脆性材料，只能抑制结构微裂缝的发展，不能在微观尺度上抑制裂缝的形成，对水泥基材料的增韧效果并不明显。CN104446264A中公开了一种水泥基纳米复合材料及其制备方法，该水泥基纳米复合材料包括以下原料：硅酸盐水泥1份；硅灰0.15～0.25份；纳米CaO0.003～0.006份；纳米CaCO30.01～0.02份；纳米Al2O30.005～0.01份；纤维状纳米硅酸钙0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米碳纤维水泥基增韧增强复合材料，其特征在于，按质量百分比计，所述复合材料包括：硅酸盐水泥30.0％～40.0％，粉煤灰10.5％～23.0％，硅灰8.5％～14.5％，复合膨胀剂6.2％～15.0％，细骨料30.0％～40.0％，改性螺旋纳米碳纤维0.8％～2.0％，减水剂0.1％～0.5％；/n所述改性螺旋纳米碳纤维的制备方法如下：/nA、选取304不锈钢为基板，以质量分数为50～70％的硝酸锡水溶液作为催化剂，甲醇或乙醇火焰作为热源和碳源，基板与火焰的距离为0.9～1.5cm，先控制火焰温度为400～500℃，加热10～15min，用非金属器具刮下黑色物质，得到单螺旋纳米碳纤维；...

【技术特征摘要】
1.一种纳米碳纤维水泥基增韧增强复合材料，其特征在于，按质量百分比计，所述复合材料包括：硅酸盐水泥30.0％～40.0％，粉煤灰10.5％～23.0％，硅灰8.5％～14.5％，复合膨胀剂6.2％～15.0％，细骨料30.0％～40.0％，改性螺旋纳米碳纤维0.8％～2.0％，减水剂0.1％～0.5％；
所述改性螺旋纳米碳纤维的制备方法如下：
A、选取304不锈钢为基板，以质量分数为50～70％的硝酸锡水溶液作为催化剂，甲醇或乙醇火焰作为热源和碳源，基板与火焰的距离为0.9～1.5cm，先控制火焰温度为400～500℃，加热10～15min，用非金属器具刮下黑色物质，得到单螺旋纳米碳纤维；再控制火焰温度为550～650℃，加热10～15min，用非金属器具刮下黑色物质，得到双螺旋纳米碳纤维；
B、取步骤A中得到的单螺旋纳米碳纤维和双螺旋纳米碳纤维按任意质量比混合均匀得到混合物，将该混合物按固液比为0.03～0.05g/mL的比例加入到质量分数为5％的甲基纤维素水溶液中得到溶液a，将溶液a超声分散，然后缓慢滴加到聚乙烯吡咯烷酮和硅烷偶联剂按质量比1:(8～12)制备的混合液b中，在30～50℃下磁力搅拌20～24h，离心，收集固体得到改性螺旋纳米碳纤维；其中溶液a与混合液b质量比为1:(15～20)。


2.根据权利要求1所述的一种纳米碳纤维水泥基增韧增强复合材料，其特征在于，所述单螺旋纳米碳纤维和所述双螺旋纳米碳纤维的质量比为(6～1):1。


3.根据权利要求2所述的一种纳米碳纤维水泥基增韧增强复合材料，其特征在于，所述单螺旋纳米碳纤维和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛壮，夏瑞杰，桂红光，王海龙，
申请(专利权)人：武汉三源特种建材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42