[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

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，公开了一种低收缩超高强智能混凝土及其制备和应用。本发明采用化学作用力和物理方法结合使得碳纳米管分散于聚氨酯溶液中，获得均匀分布、良好结合的碳纳米管/聚氨酯预聚液后，再将预聚液作为复合改性剂加入到超高强混凝土中，以此获得均匀分散的碳纳米管/聚氨酯三维纳米互穿网络，结合钢纤维形成多维抗裂体系和巨量微细电容器，不仅在力学性能方面拥有其独特的优势，并且能够减少孔隙率，防止毛细现象的形成，降低干缩性，提高耐久性，且在内部形成电容器效应，使得混凝土具备智能特性，同时改变内部微观介电常数，捕获移动电荷，防止腐蚀电池的形成，显著降低钢纤维和钢筋的腐蚀电流，提高钢筋混凝土耐腐蚀时间。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种低收缩超高强智能混凝土及其制备方法和应用。

背景技术

混凝土结构是目前世界上最为常用的一种结构形式，其生命周期长达数十年，甚至上百年。在生命周期的全过程中，其可靠性至关重要，一旦失事，将会产生严重的后果，造成重大的人员伤亡和经济损失。2002年，美国国会指出，美国每年因混凝土结构失效导致的直接经济损失高达37.9亿美元，而由此造成的间接经济损失至少是直接经济损失的10倍以上。英国环保部门称：英国维修费用高达5.5亿英镑，且需要进行修复或重建的混凝土构筑物已占全年新建混凝土构筑物的36％。

混凝土是一种准脆性材料，收缩变形是引起混凝土开裂破坏的主要因素，构筑低收缩超高强混凝土可显著提高混凝土的耐久性。混凝土的收缩变形主要是毛细管水弯月面表面张力的变化引起的，其中，大于50nm的水弯月面产生的毛细管张力可以忽视，小于2.5nm的毛细管则不能形成弯月面，因此，2.5-50nm孔含量是影响混凝土收缩变形的关键。另外，混凝土内部湿度的迁移量和迁移速度也会影响混凝土的收缩变形，迁移量越多、迁移速度越快，则弯月面曲率变化量越高，相应的，表面张力变化越大，混凝土收缩变形越显著。而影响湿度迁移的主要因素包括混凝土的孔隙率和孔结构(缺陷)，通常，孔隙率越高、大孔和连通孔越多，则湿度迁移量越高、迁移速度越快。因此减少混凝土的孔隙率、降低混凝土的亲水性均能降低混凝土的收缩特征。

发明内容

为了克服混凝土材料现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种低收缩超高强智能混凝土。

本发明另一目的在于提供上述低收缩超高强智能混凝土的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述低收缩超高强智能混凝土在建筑领域中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种低收缩超高强智能混凝土，其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。

优选的，所述的低收缩超高强智能混凝土，其主要包括以下组分及质量份：碳纳米管0.01～0.3份；聚氨酯0.3～1.5份；消泡剂0.05份；硅酸盐水泥680～750份；硅微粉150～220份；粉煤灰漂珠30～80份；钢纤维135～165份；减水剂15～25份；石英砂950～1150份；水175～200份。

进一步优选的，所述的低收缩超高强智能混凝土，其主要包括以下组分及质量份：碳纳米管0.05～0.25份；聚氨酯0.5～1.2份；消泡剂0.05份；硅酸盐水泥700～750份；硅微粉180～200份；粉煤灰漂珠30～50份；钢纤维140～160份；减水剂15～25份；石英砂1050～1150份；水175～190份。

在上述技术方案中，进一步优选的，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为5～15nm，长度0.5-2um，羟基含量5.0～9.0％。