本發明專利技術公開了復摻碳纖維和納米二氧化硅的復合砂漿及其制備工藝，取重量比的原材料，在容器中加入水、減水劑、碳纖維和納米二氧化硅，攪拌均勻，在不高于30℃溫度下超聲25-35min，得到混合物，然后在水泥膠砂攪拌鍋中加入所述混合物、水泥和砂，攪拌均勻，得到拌合物；把所述的拌合物澆注到模具中，再將模具置于振動臺上，振動至表面冒漿；根據模具內拌合物的尺寸，插入用于連接外部電路的電極；再次振動；將模具放入養護箱中，在溫度為20±1℃，濕度大于95％的條件下養護24小時后拆模，得試件。本發明專利技術結合納米二氧化硅和碳纖維兩者的優點，利用納米二氧化硅和碳纖維的自身增強機理以及相互協同的促進增強作用，最終制備了抗折和抗壓性能良好、電阻率變異系數小的復摻碳纖維和納米二氧化硅的復合砂漿。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術設及建筑材料
，特別設及復滲碳纖維和納米二氧化娃的復合砂漿 及其制備工藝。
技術介紹
碳纖維作為新一代水泥基復合材料的增強纖維，因其具有低密度、較高的抗拉強 度、耐腐蝕性、良好的導電導熱性能等優異的特性而成為理想的水泥基增強材料。在水泥基 復合材料中加入短切碳纖維，不僅可W明顯提高水泥基復合材料的抗剪強度和彈性模量等 力學性能，而且可W賦予碳纖維水泥基材料某些功能/智能特性，極大的擴展了水泥基材 料的應用范圍。 單滲碳纖維的水泥基材料不僅抗折強度、彎曲初性等力學性能有很大程度的提 高，而且具有某些功能特性。碳纖維主要通過橋聯、拔出、拔斷、抑制裂紋擴展等提高水泥基 材料的力學性能。由于碳纖維具有優良的導電性，水泥基材料滲加碳纖維后電阻率將大大 降低。碳纖維對水泥基材料的增強W及對其導電性能的提升和碳纖維在水泥基體中的分散 W及碳纖維和水泥基體的粘結強度密切相關。 但是由于碳纖維是直徑極細的疏水纖維，不容易分散且甲基纖維素等分散劑的使 用會引入大量的空氣，運不僅減弱碳纖維的增強效果，甚至會降低水泥基材料的強度。在宏 觀上的表現為：碳纖維對水泥基材料抗折強度的提高會在一定程度上降低水泥基材料的抗 壓強度。另外，碳纖維分散不均勻還會使碳纖維復合水泥基材料的電阻率即使在相同配比 的情況下離散性也較大。
技術實現思路
為提供一種力學性能優良、電阻率離散性小的水泥基材料，本專利技術制備了復滲碳 纖維和納米二氧化娃的復合砂漿，技術方案如下： 復滲碳纖維和納米二氧化娃的復合砂漿，原材料包括水泥、碳纖維、納米二氧化 娃、水、砂和減水劑。 所述碳纖維優選為聚丙締臘基碳纖維。所述砂為河砂或標準砂（水泥領域通用材 料）。所述的水泥優選為普通娃酸鹽水泥。 作為優選的技術方案，復滲碳纖維和納米二氧化娃的復合砂漿的原材料包括W下 重量比的水泥1份、碳纖維0. 004-0. 04份、納米二氧化娃0. 01-0. 02份、水0. 35-0. 38份和 砂2-3份。 陽009] 作為優選的技術方案，所述納米二氧化娃的粒徑為12nm-40nm。 作為優選的技術方案，所述碳纖維的長度為3-6mm。 作為優選的技術方案，所述原材料還包括0. 008-0.012份的減水劑。 本專利技術還提供所述復滲碳纖維和納米二氧化娃的復合砂漿制備工藝，包括W下步 驟：（1)取所述重量比的原材料，在容器中加入：水、減水劑、碳纖維和納米二氧化娃，攬拌 均勻，在不高于30°C溫度下超聲25-35min，得到混合物，然后在水泥膠砂攬拌鍋中加入所 述混合物、水泥、砂，攬拌均勻，得到拌合物； (2)把所述的拌合物誘注到模具中，再將模具置于振動臺上，振動至表面冒漿； 做根據模具內拌合物的尺寸，插入用于連接外部電路的電極巧稍微振動，確保 電極和拌合物接觸良好即可。本專利技術所述的電極為導電的網狀電極，優選不誘鋼絲網。(4)將模具放入養護箱中，在溫度為20±rc，濕度大于95%的條件下養護24小時 后拆模，得試件。 本專利技術還提供所述復滲碳纖維和納米二氧化娃的復合砂漿在低溫施工建筑用材 料、發熱材料、電磁材料或混凝±結構健康監測材料中的應用。 本專利技術結合納米二氧化娃和碳纖維兩者的優點，利用納米二氧化娃和碳纖維的自 身增強機理W及相互協同的促進增強作用，最終制備了抗折和抗壓性能良好、電阻率離散 性小的復滲碳纖維和納米二氧化娃的復合砂漿。1、納米二氧化娃，具有高的比表面積和反應活性，其可W通過火山灰效應、填充效 應和晶核效應等來增加水化產物，使水泥基體更加密實，同時促進水泥水化W及優化界面 過渡區（例如，減小氨氧化巧的尺寸W優化界面過渡區，比較圖1和圖2可知）。 2、納米二氧化娃的高火山灰活性可W優化纖維和水泥基體的結合界面（如圖3)。 3、納米二氧化娃和碳纖維還能起到相互促進分散的作用，納米二氧化娃可W很好 地吸附在碳纖維上，促進碳纖維分散，同時碳纖維也促進了納米二氧化娃的分散，降低了納 米二氧化娃結團的概率。 4、復滲碳纖維和納米二氧化娃的復合砂漿的具有優越力學性能，抗壓強度大大提 高，其中3天抗壓強度可達46. 6-50. 3MPa(與空白件相比增加60. 1 % -72. 9 % )。 5、本專利技術復滲碳纖維和納米二氧化娃的復合砂漿的電阻率離散性（變異系數： 0. 012-0. 036)小，同組試件的電阻率更穩定。【附圖說明】 陽〇2引本專利技術附圖4幅，圖1試件1中氨氧化巧的掃描電鏡照片；圖2試件3中氨氧化巧的掃描電鏡照片； 圖3試件3中纖維拔出時表面附著水化產物的電鏡照片； 圖4試件尺寸及電極布置示意圖。【具體實施方式】 下述非限制性實施例可W使本領域的普通技術人員更全面地理解本專利技術，但不W 任何方式限制本專利技術。 實施例1-3復滲碳纖維和納米二氧化娃的復合砂漿 表1原材料重量比配比陽0巧 （1)取表1所述配比的原材料；在容器中加入冰、減水劑、碳纖維和納米二氧化 娃，攬拌均勻，在25°c下超聲30min，得到混合物，冷卻至常溫；然后在水泥膠砂攬拌鍋中加 入所述混合物、水泥、標準砂，攬拌均勻，得到拌合物； (2)把所述的拌合物誘注到模具（40mmX40mmX160mm)中，再將模具置于振動臺 上，振動20秒； (3)根據模具內拌合物的尺寸，插入用于連接外部電路的電極（如圖4所示），振 動10秒；[00對 （4)將模具放入養護箱中，在溫度為20 ±rc，濕度大于95 %的條件下養護24小時 后拆模，得試件。 拆模后養護：拆模W后將試件立即放入到2〇±rc的水中養護。 抗折強度：用膠砂抗折儀進行抗折強度測試。 抗壓強度：用萬能試驗機對試件的抗壓強度進行測量，位移控制方式，加載速率為 1.2mm/min。 電阻：用萬用表進行測試，測試方法為，交流，兩電極。 電阻率通過公式P=RS^計算得到。 表2抗折強度、抗壓強度及其增長率陽0創 由表2可知，1 %納米二氧化娃和1. 1 % 3mm碳纖維復合砂漿比空白砂漿的3天和 28天抗折強度分別提高了 34. 8%和25. 9%，而3天和28天抗壓強度分別提高了 60. 1%和 21. 2%。1%納米二氧化娃和1. 1% 6mm碳纖維復合砂漿比空白砂漿的3天和28天抗折強 度分別提高了 24. 6%和18. 5%，而3天和28天抗壓強度分別提高了 72. 9%和19. 3%。納 米二氧化娃和碳纖維復滲不僅提高了砂漿的抗折強度，而且大幅度提高了其抗壓強度，尤 其是復合砂漿的早期抗壓強度，提高程度高達72. 9%。 表3靜態電阻率及其變異系數 由表3可知，碳纖維可W提高砂漿的導電性。其中復滲1. 1% 3mm的碳纖維和1% 的納米二氧化娃可W使砂漿的28天電阻率降低71 %。復滲1. 1 %6mm的碳纖維和1 %的納 米二氧化娃可W使砂漿的28天電阻率降低89%。分析試件的變異系數可知，試件2和試件 3的變異系數都小于試件1，運說明納米二氧化娃促進了碳纖維的分散。【主權項】1. 復摻碳纖維和納米二氧化硅的復合砂漿，原材料包括：水泥、碳纖維、納米二氧化 娃、水、砂和減水劑。2. 根據權利要求1所述的復合砂漿，其特征在于，原材料包括以下重量比的水泥1份、 碳纖維0. 004-0. 04份、納米二氧化硅0. 01-0. 02份、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
復摻碳纖維和納米二氧化硅的復合砂漿，原材料包括：水泥、碳纖維、納米二氧化硅、水、砂和減水劑。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：韓寶國，張立卿，王云洋，歐進萍，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：發明
國別省市：遼寧;21
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