[发明专利]基于MXene的大体积混凝土导热流体及其制备方法

说明书

本发明公开了大体积混凝土温控防裂技术领域的基于MXene的大体积混凝土导热流体及其制备方法，旨在解决现有技术中利用水作为传热介质对大体积混凝土进行温控防裂处理时，由于水的导热系数较低，影响了其温控防裂效率的技术问题。所述大体积混凝土导热流体，其组分包括MXene、分散剂、溶剂水。

技术领域

本发明涉及基于MXene的大体积混凝土导热流体及其制备方法，属于大体积混凝土温控防裂技术领域。

背景技术

大体积混凝土在施工过程中，水泥水化作用时产生较多热量，使得混凝土内部温度急剧升高。由于混凝土导热系数较低，使得混凝土结构内外温差较大；加之混凝土内部与外部结构的约束条件限制，该较大温差导致混凝土内部产生拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土结构将产生较多的温度裂缝，从而对混凝土结构的承载力、防水以及使用寿命等都产生重大影响，为此，大体积混凝土在施工过程中需要采用温控防裂措施。

目前，大体积混凝土温控防裂措施主要是通过降低绝热温升，减小温差，从而控制温度裂缝的产生，主要措施分别从配合比设计以及施工控制两个方面进行。配合比设计主要包括：(1)优选水泥品种，如采用中低热水泥等；(2)掺加外加剂，如缓凝剂等；(3)使用优质矿物掺合料，如矿渣、粉煤灰等。施工控制主要包括：(1)控制混凝土入仓温度，如加冰，预冷骨料等；(2)分层浇筑，控制混凝土的浇筑质量；(3)预埋冷却水管，控制温升；(4)对混凝土内部温度及应力进行实时监测。这其中，大体积混凝土中布置冷却水管是一种非常重要且效率很高的温控防裂措施。

传统的大体积混凝土冷却水管中使用的传热介质为水，水由于具有比热容大、可泵性好等优点，将其作为传导介质在工程实践中应用较为广泛。但由于水的导热系数较低，影响了温控防裂效率。因此，急需一种具有更高传热效率，且同时保持良好泵送性能的新型导热流体。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于MXene的大体积混凝土导热流体及其制备方法，以解决现有技术中利用水作为传热介质对大体积混凝土进行温控防裂处理时，由于水的导热系数较低，影响了其温控防裂效率的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于MXene的大体积混凝土导热流体，其组分包括MXene、分散剂、溶剂水。

优选地，MXene或/和分散剂的质量百分比含量为0.01～1％。

优选地，所述分散剂包括SDBS、SDS、CTAB中的至少任一项。

优选地，MXene的质量百分比含量为1％，CTAB的质量百分比含量为1％。

优选地，所述MXene包括Ti₃C₂Tx、Ti₂CTx、V₂CTx、Nb₂CTx中的至少任一项，其中，Tx为－OH官能团或/和－F官能团。

优选地，所述溶剂水为去离子水。

为达到上述目的，本发明还提供了一种基于MXene的大体积混凝土导热流体的制备方法，所述方法按本发明提供的一种基于MXene的大体积混凝土导热流体进行组分控制，所述方法包括如下步骤：

对混合的MXene、分散剂和溶剂水进行搅拌；

对搅拌后的MXene、分散剂和溶剂水进行超声分散。

优选地，对混合的MXene、分散剂和溶剂水进行搅拌，包括：

对混合的MXene、分散剂和溶剂水以400～600rpm的速率搅拌不少于30min。

优选地，所述超声分散的时长不少于60min。

优选地，对制备而成的大体积混凝土导热流体通氩气保护。