[发明专利]一种石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体混凝土的制备与应用

权利要求书

1.一种石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体混凝土，其特征在于，包括以下重量份数的原料：

石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体2.0～4.0份，水泥35～55份，分散剂4～8份，减水剂0.5～3.5份，水10～30份，砂石20～30份。

2.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体混凝土，其特征在于，所述碳纳米管-碳纤维增强体由以下方法制备：将碳纳米管-碳纤维增强体与石墨烯按照重量比80:20混合而制成石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体。

3.根据权利要求2所述的石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体混凝土，其特征在于，所述碳纳米管-碳纤维增强体由以下方法制备：

1)对12K碳纤维进行电化学改性，得到表面处理后的碳纤维；

2)将步骤1)得到的碳纤维浸入金属盐溶液中，将浸渍后的碳纤维放入管式炉中，通入保护气体和H₂，得到表面负载金属纳米颗粒的碳纤维；

3)将步骤2)得到的碳纤维放入化学气相沉积炉中，同时通入H₂和C₂ H₂的混合气体，得到表面生长碳纳米管的碳纤维。

4.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体混凝土，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。

5.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体混凝土，其特征在于，所述分散剂为阴离子型表面活性剂；

优选的，所述分散剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、油酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体混凝土，其特征在于，所述减水剂由1～10wt％消泡组分和90～99wt％母液复配并分散在水中制备而成。

7.根据权利要求6所述的石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体混凝土，其特征在于，所述母液选自甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、烯丙基聚氧乙烯醚或异戊烯醇聚氧乙烯醚；所述消泡组分选自乙撑基双硬脂酰胺、硬脂酸钙、聚醚改性硅或硬脂酸单甘油酯。

8.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体混凝土，其特征在于，所述砂石包括河砂和石子，所述河砂的粒径为0.2-0.5mm，所述石子的平均粒径为10mm；所述河砂占砂石总重量的40％～70％。

9.权利要求1～8任一项所述的石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)先将石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体与分散剂充分混合，再加入到水泥中混合均匀得到混合物；

2)将水和减水剂超声处理混合均匀，得到搅拌用水；

3)将砂石、步骤1)得到的混合物依次加入搅拌机中进行干混，再将步骤2)得到的搅拌用水加入进行搅拌，混匀后得到石墨烯-碳纳米管-碳纤维增强体混凝土。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，将步骤1)得到的混合物、砂石混合后，开动搅拌机进行干混60s，停止搅拌机，再将步骤2)得到的搅拌用水加入，继续搅拌300s。