[发明专利]一种纳米石墨复合地聚物材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种纳米石墨复合地聚物材料及制备方法和应用，属于建筑材料技术领域；一种纳米石墨复合地聚物材料，包括以下重量份的各组分：预混料100～150份、碱激发剂15～30份、减水剂1～1.5份、磁化水20～30份、改性玻璃纤维3～6份；所述预混料包括以下重量份的各组分：再生微粉200～250份、改性纳米石墨20～30份、偏高岭土50～100份、铝渣粉50～100份、钢渣粉10～15份。本发明的纳米石墨复合地聚物材料的抗压强度大，灵敏度高；抗压强度为123～129MPa，抗折强度为26～27MPa，灵敏度为2.81～2.91％/MPa。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种纳米石墨复合地聚物材料及其制备方法和应用。

背景技术

对重大混凝土结构工程实施健康监测已成为必然趋势，这是因为混凝土结构建筑物长期承受各种载荷，且严酷的自然环境以及材料本身老化会对结构产生破坏，存在引发重大灾难的风险。目前用作混凝土结构健康监测的压敏传感器主要有水泥基复合材料压敏传感器，如中国专利CN104446176A公开了一种氧化石墨烯/碳纤维水泥基复合材料及其传感器，该专利采用了具有两亲性质，能在水相体系中均匀分散的氧化石墨烯作为碳纤维的分散剂，不仅提高碳纤维在水泥基体中的分散性，而且还与碳纤维具有协同作用，增强增韧水泥基复合材料。但是该专利的压敏传感器的灵敏度还是比较低，仅为0.5～1.0％/MPa。

又如中国专利CN106186894A公开了一种压敏传感器用水泥基复合材料，先将碳化硅纤维进行酸化，再与胶凝材料、发泡剂、稳泡剂、交联剂、聚凝剂等混合，制得压敏传感器用水泥基复合材料。该发明的压敏传感器用水泥基复合材料具有抗压强度、抗折强度大，应力感知能力高，稳定性好，灵敏度高等优点。但是该复合材料的制备方法工艺复杂，原料组成复杂，成本高。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种纳米石墨复合地聚物材料，本发明的纳米石墨复合地聚物材料具有抗压强度、抗折强度大，且稳定性好、灵敏度高等优点。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种纳米石墨复合地聚物材料，包括以下重量份的各组分：预混料100～150份、碱激发剂15～30份、减水剂1～1.5份、磁化水20～30份、改性玻璃纤维3～6份；

所述预混料包括以下重量份的各组分：再生微粉200～250份、改性纳米石墨20～30份、偏高岭土50～100份、铝渣粉50～100份、钢渣粉10～15份。

本发明的纳米石墨复合地聚物材料的抗压强度大，灵敏度高；抗压强度为123～129MPa，抗折强度为26～27MPa，灵敏度为2.81～2.91％/MPa。

优选的，所述改性玻璃纤维由玻璃纤维经过聚醋酸乙烯酯处理所得，所述玻璃纤维的长度为0.2～3mm，直径为10～20μm。采用聚醋酸乙烯酯对玻璃纤维进行处理，可以提高玻璃纤维的分散性，并且可以提升其抗折性能，进而提高复合地聚物材料的抗折强度。

优选的，所述改性纳米石墨由纳米石墨经FeCl₃·6H₂O、乙酸钠和水合肼改性而成，所述纳米石墨、FeCl₃·6H₂O、乙酸钠和水合肼的质量比为1:3:3:2。利用FeCl₃·6H₂O、乙酸钠和水合肼对纳米石墨进行改性可以提高其分散性和磁导性，使纳米石墨可以均匀的分散在地聚物体系中，同时还能赋予纳米石墨的良好的磁导性能。

优选的，所述再生微粉的粒径为10～20μm，由废弃混凝土经过破碎、研磨而成。

优选的，所述偏高岭土为天然高岭土经900～950℃煅烧1～2h，研磨过筛后所得的粒径为15～25μm的粉体。

优选的，所述碱激发剂为氢氧化钠和水玻璃配制的混合溶液。