[发明专利]一种低收缩超高强智能混凝土及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种低收缩超高强智能混凝土，其特征在于主要包括以下组分及质量份：碳纳米管0.008~0.5份；聚氨酯0.1~1.5份；消泡剂0.01~0.08份；硅酸盐水泥650~850份；硅微粉130~250份；粉煤灰漂珠20~100份；钢纤维110~180份；减水剂10~25份；石英砂900~1200份；水170~220份;

所述的碳纳米管为羟基碳纳米管;

所述的聚氨酯为羧酸型水性聚氨酯;

所述的低收缩超高强智能混凝土的制备方法包括以下步骤：

（1）取聚氨酯和部分水制备浓度为3~10wt%的聚氨酯胶体溶液；

（2）将碳纳米管掺入到步骤（1）所得的聚氨酯胶体溶液中，获得均匀分散的碳纳米管/聚氨酯预聚液；

（3）将硅酸盐水泥、硅微粉、石英砂、粉煤灰漂珠混合搅拌均匀后，加入减水剂和剩下的水继续搅拌均匀，再加入钢纤维并搅拌，使钢纤维分散均匀，得到混合材料；

（4）将步骤（2）制备的碳纳米管/聚氨酯预聚液置于步骤（3）的混合材料中快速搅拌3-5分钟，同时加入消泡剂混合均匀，得到混凝土浆料；

（5）将步骤（4）制备的混凝土浆料装入模具中，振实均匀，将试模上表面浆体抹去，使试件上表面平整；

（6）在试件成型1天后拆模并自然养护28天，前7天浇水养护保证水泥水化所需要的湿度。

2.根据权利要求1所述的低收缩超高强智能混凝土，其特征在于主要包括以下组分及质量份：碳纳米管0.2份，聚氨酯1.0份，消泡剂0.05份；硅酸盐水泥750份；硅微粉180份；粉煤灰漂珠50份；钢纤维160份；聚羧酸减水剂18份；石英砂1100份；水180份。

3.根据权利要求1或2所述的低收缩超高强智能混凝土，其特征在于：所述的碳纳米管为羟基碳纳米管，其中羟基碳纳米管的直径5~15nm，长度0.5~2μm，羟基含量5.0~9.0%。

4.根据权利要求1或2所述的低收缩超高强智能混凝土，其特征在于：所述的聚氨酯为羧酸型水性聚氨酯，胶体粒径小于10nm。

5.根据权利要求1或2所述的低收缩超高强智能混凝土，其特征在于：

所述的减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥30％，引气量≤6%；

所述的消泡剂优选pH值为7~8的非离子型有机硅类消泡剂；

所述硅酸盐水泥为P.II型52.5R硅酸盐水泥，所述硅酸盐水泥的比表面积≥380m²/kg；

所述粉煤灰漂珠的活性二氧化硅含量≥52%，比表面积≥350 m²/kg；

所述硅微粉中的活性二氧化硅的含量≥92％，比表面积≥20000m²/kg；

所述钢纤维为镀铜微丝钢纤维，长度为0.8mm~1.5mm，直径为0.05mm-0.25mm，抗拉强度≥2850MPa；

所述石英砂包括粒径为20-70目和70-120目两种石英砂，其中，粒径70-120目的石英砂400~600份、粒径20-70目的石英砂450~750份。

6.一种根据权利要求1~5任一项所述的低收缩超高强智能混凝土的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）取聚氨酯和部分水制备浓度为3~10wt%的聚氨酯胶体溶液；

（2）将碳纳米管掺入到步骤（1）所得的聚氨酯胶体溶液中，获得均匀分散的碳纳米管/聚氨酯预聚液；

（3）将硅酸盐水泥、硅微粉、石英砂、粉煤灰漂珠混合搅拌均匀后，加入减水剂和剩下的水继续搅拌均匀，再加入钢纤维并搅拌，使钢纤维分散均匀，得到混合材料；

（4）将步骤（2）制备的碳纳米管/聚氨酯预聚液置于步骤（3）的混合材料中快速搅拌3-5分钟，同时加入消泡剂混合均匀，得到混凝土浆料；

（5）将步骤（4）制备的混凝土浆料装入模具中，振实均匀，将试模上表面浆体抹去，使试件上表面平整；

（6）在试件成型1天后拆模并自然养护28天，前7天浇水养护保证水泥水化所需要的湿度。