[发明专利]一种城市污水深隧传输工程复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种城市污水深隧传输工程复合材料，原料按质量份数计如下：水泥180‑240份、粉煤灰80‑160份、硅灰20‑40份、钢珠1‑15份、碎石990‑1080份、黄砂780‑850份、碳纳米管0.01‑0.08份、钢纤维20‑60份、二氧化钛2‑6份、水150‑160份、外加剂8‑12份。本发明的复合材料结构致密，孔隙率低，抗菌性能优异，而且压敏特性稳定、规律性好，用于城市污水深隧传输工程，可以有效缓解污水对结构的侵蚀破坏，同时可以实现结构损伤自监控。

技术领域

本发明属于建筑材料的技术领域，尤其涉及一种城市污水深隧传输工程复合材料及制备方法。

背景技术

近年来出于解决城市内涝、建设雨污分流体系等目的，深层排水隧道工程项目在国内外很多城市开始布局。污水深隧传输工程是为了解决城市污水的收集、处理和排放的长期需求而建立的工程，由于隧道长期受酸碱、冲刷和微生物等多种腐蚀作用，对隧道结构健康的维持和监测尤为重要。

在复杂的污水环境下，多种影响因素相互作用导致隧道结构受到严重的腐蚀，特别是污水中微生物腐蚀，其中涉及到多个领域学科，而且由于地理方位的差异、环境气候的不同，隧道劣化的机理各不相同，具有严重的危害性。同时污水深隧隧道由于埋深大，而且管道长度在几十千米以上，难以实现长期有效的在线监测。

CN109650790A公开了一种高强度抗菌混凝土及其制备方法，CN104016620A公开了一种抗菌混凝土及其制备方法，CN103964760B公布了一种沙棘废渣抗菌混凝土及其制作方法，CN104230228B公布了一种耐高温抗菌混凝土及其制备方法，虽然均能提高隧道结构抗微生物腐蚀的能力，然而混凝土结构在使用过程中由于受环境荷载作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的影响，结构将不可避免地产生损伤积累、抗力衰减，所以还需要必须对此类结构进行实时的健康监测。

目前混凝土健康监测方法多种多样，但各有利弊。无损检测方法，如声波检测、射线及扫描等，只能定性检测，而不能定量、数据化处理，更主要的是不能实现实时监测。粘贴电阻应变片虽然能实现实时监测，但电阻应变片一方面灵敏系数太低，另一方面受服役环境的影响大，如在污水浸泡环境下，使用寿命和效果严重受限，所以亟待开发一种适用于城市污水深隧传输工程复合材料，能有效抵抗污水侵蚀的同时，还具备可以有效地监测在役混凝土结构与构件的破坏损伤情况，从而及时采取相应措施避免工程结构脆性破坏带来的生命财产损失。

发明内容

本发明目的在于提供一种城市污水深隧传输工程复合材料及制备方法，该复合材料结构致密，孔隙率低，且具有应力应变和损伤自感知的特性，用于城市污水深隧传输工程等污水环境可提高建筑使用寿命，实现对建筑物内部结构的有效监测。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种城市污水深隧传输工程复合材料，原料按质量份数计如下：

水泥180-240份、粉煤灰80-160份、硅灰20-40份、钢珠1-15份、碎石990-1080份、黄砂780-850份、碳纳米管0.01-0.08份、钢纤维20-60份、二氧化钛2-6份、水150-160份、外加剂8-12份。

按上述方案，所述水泥为普通硅酸盐水泥，28d强度＞50MPa。

按上述方案，所述粉煤灰活性指数＞75％。

按上述方案，所述硅灰7d快速法测量的活性指数＞105％。

按上述方案，所述钢珠粒径0.5mm，材质为碳钢。

按上述方案，所述碎石为5-16mm连续级配碎石，压碎值≤20％，含泥量≤2.0％，针片状颗粒含量≤8％。

按上述方案，所述黄砂为Ⅱ区中砂。

按上述方案，所述碳纳米管直径100-200nm，长度50-80um。