[发明专利]用纳米材料增强的功能梯度水泥基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用纳米材料增强的功能梯度水泥基复合材料，其特征在于，所述的复合材料由高强砂浆、高强粗骨料混凝土、纤维增强超高性能混凝土、纤维增强粗骨料混凝土中的两种或几种按等体积比组成，

其中，

按重量百分比，高强砂浆包括硅酸盐水泥 19.6～21.2%、工业废渣 20～21.6%、细骨料45.6～50%、水 6.22～9.02%、高效减水剂 0.33～0.65%、消泡剂 0.0010～0.0035%、纳米材料 0.20～0.41%；

按重量百分比，高强粗骨料混凝土包括硅酸盐水泥 6.4～9.2%、工业废渣 6.8～8.9%、细骨料 17.3～20.8%、水 2.6%～3.8%、高效减水剂 0.14～0.35%、消泡剂 0.0035～0.0066%、粗骨料 54.4～69.3%、纳米材料 0.078 ～0.156%；

按重量百分比，纤维增强超高性能混凝土包括硅酸盐水泥 16.5～21.4%、工业废渣16.0～21.2%、细骨料41.3～52.2%、水 5.9～8.2%、高效减水剂 0.43%～0.65%、消泡剂0.009～0.025%、纤维 6.2%～9.7%、纳米材料 0.19%～0.38%；

按重量百分比，纤维增强粗骨料混凝土包括硅酸盐水泥 5.6～8.2%、工业废渣 5.9～8.5%、细骨料 14.6～18.2%、水 1.9～3.5%、高效减水剂 0.13～0.33%、消泡剂 0.0045～0.0064%、粗骨料 55.7～62.3%、纤维 5.7～7.8%、纳米材料 0.070～0.139%。

2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的硅酸盐水泥的强度等级为42.5或以上。

3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的工业废渣为微米级的矿渣、硅灰、沸石粉、粉煤灰和高岭土中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的细骨料为粒径不超过1.25mm的黄砂、石英砂、尾砂或其混合物。

5.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的减水剂为减水率不小于30wt%的聚羧酸系或密胺系高效减水剂。

6.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的消泡剂为有机硅液体。

7.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷。

8.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的粗骨料为粒径为5mm～20mm的氧化铝、氮化硅、氧化锆、碳化硅陶瓷骨料中一种或几种。

9.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的纤维为钢纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维和玻璃纤维中的一种或多种，其中，所述的钢纤维直径为0.17-0.2mm，长度为6-20mm，抗拉强度不小于1800MPa；所述的玄武岩纤维直径为14-17μm，长度为6-20mm，抗拉强度不小于3000MPa；所述的聚乙烯醇纤维直径为24-38μm，长度为6-20mm，抗拉强度不小于1600MPa；所述的玻璃纤维直径为6-14μm，长度为6-20mm，抗拉强度不小于2000MPa。

10.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的纳米材料选用纳米SiO₂、纳米Al₂O₃、纳米CaCO₃、碳纳米管中的一种或几种。