[发明专利]一种纳米炭黑改性导电水泥

说明书

本发明公开了一种纳米炭黑改性导电水泥，按照重量份数由以下组分组成，按照重量份数由以下组分组成，硅酸盐水泥80～95份、粉煤灰9～12份、不锈钢微丝5～8份、减水剂0.02～1.00份、纳米炭黑2～8份、水性分散剂2～5份、所述纳米炭黑粒径为36～40nm，比表面积为1612～1856m²/g，电阻率为0.2～5.6Ω·cm。本发明水泥具有良好的导电性、压敏性和耐久性，同时与混凝土结构具有良好的相容性。

技术领域

本发明涉及一种纳米炭黑改性导电水泥。

背景技术

混凝土是现代应用最广泛的建筑材料，其具有原料丰富、价格低廉、工艺简单、强度高、耐久性好等优点。预拌混凝土是混凝土的一种，是指由水泥、集料、水以及根据需要掺入的外加剂、矿物掺合料等组分按一定比例在搅拌站经计量、拌制后出售的、并采用运输车在规定时间内运至使用地点的混凝土拌合物。因为现场施工对环境影响较大，所以预拌混凝土受到越来越多的关注。由于外部荷载和腐蚀，材料老化和疲劳等环境条件的作用，桥梁和房屋建筑等混凝土结构在服役过程中容易失效，从而威胁到人们的生命财产安全。结构健康监测技术可以通过对钢筋锈蚀速率、含水量、pH值、加速度、应力、应变和裂缝的实时监测实现对结构性能的评估。目前应用于混凝土结构健康监测的传感器主要包括电阻应变片、光纤传感器、压电陶瓷和形状记忆合金等。然而这些传感器存在耐久性差、灵敏度低、成本高及与混凝土结构相容性不好等缺点。

发明内容

本发明提供了一种纳米炭黑改性导电水泥，本发明水泥具有良好的导电性、压敏性和耐久性，同时与混凝土结构具有良好的相容性。为达到上述技术效果，本发明具体通过以下技术方案实现：

一种纳米炭黑改性导电水泥，按照重量份数由以下组分组成，

所述纳米炭黑粒径为36～40nm，比表面积为1612～1856m²/g，电阻率为0.2～5.6Ω·cm。

进一步地，在上述技术方案中，所述纳米炭黑改性导电水泥，按照重量份数由以下组分组成，

所述纳米炭黑粒径为36～40nm，比表面积为1612～1856m²/g，电阻率为0.2～2.5Ω·cm。

进一步地，在上述技术方案中，所述硅酸盐水泥强度等级为C35或C40。

进一步地，在上述技术方案中，所述粉煤灰的比表面为520～760m²/kg。

进一步地，在上述技术方案中，所述不锈钢微丝的直径为7～9μm，长度为5～8mm，延伸率＞3％，抗拉强度为1000～1100MPa。

进一步地，在上述技术方案中，所述分散剂为HPMA。

发明有益效果

本发明中水泥原料中含有纳米炭黑，形成链式导电结构，有效降低了水泥的电阻率；本发明混凝土中含有不锈钢微丝，在使用过程中不受锈蚀的影响；微丝直径小，可在低掺量下形成有效的增强网络，提高活性粉末混凝土基体的强度及韧性；微丝柔软度高，可扩展活性粉末混凝土的应用范围。本发明水泥具有良好的导电性、压敏性和耐久性，同时与混凝土结构具有良好的相容性。在路面静电屏蔽、交通探测、钢筋锈蚀监测、应力/应变监测、裂缝和损伤监测等方面具有广阔的研究和应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种纳米炭黑改性导电水泥，按照重量份数由以下组分组成，