后于-7°C继续搅拌30 h;最后加入500 mL无水乙醇，以4700 rpm离心处理16 min，分离回收溶剂，所得粉末经无水乙醇洗净，并在室温下真空干燥12 h，得到2.81 kg所述改性复合炭素纳米材料。
[0023]2.活化处理的木粉的制备:将75 kg、粒径为180目的木粉在180 L、质量浓度为15%的氢氧化钠水溶液中搅拌12h后过滤，所得木粉用水洗至中性;然后将所得木粉在120L、质量浓度为12%的过氧化氢水溶液中搅拌18h后过滤，所得木粉用水洗净，再于66 °C下干燥12h即得。
[0024]3.用于混凝土增韧的添加剂的制备:
1)在室温下将々-151硅烷偶联剂3.2kg加入140 kg水中搅拌至其完全溶解;然后加入1.7kg改性复合炭素纳米材料和36 kg活化处理的木粉，室温超声分散2 h后搅拌3 h，再升温至56°C搅拌24 h，过滤，所得粉末置于工业离心机中，以450 r/min离心20 min，再于51°C下真空干燥20h;
2)将21kg等规聚丙烯、4.3 kg轻质碳酸钙(粒径1-30 MO与步骤I)制得的粉末装入高速混合机中，在330 r/min转速下分散2 h后升温至114°C，再加入3 kg相容剂，在550 r/min转速下分散17 min后，放入冷混锅中冷却，待温度降到48°C时放料，得到初混料；
3)将所得初混料置于178°C、转速为72r/min的双螺杆挤出机中混炼0.5 h后挤出，得到混炼料；
4)将所得混炼料粉碎处理，得到65.4kg粒度为100目的混凝土添加剂。
[0025]以使用粒度为160目的混凝土添加剂为例，采用水泥400kg/m3、混凝土添加剂0.7kg/m3、细集料650 kg/m3、碎石1050 kg/m3、矿渣粉37 kg/m3、粉煤灰42 kg/m3、减水剂4 kg/m3和水160 kg/m3，制备的混凝土试样的抗弯强度为28 MPa，拉伸强度为16 MPa，抗压强度为95 MPa0
[0026]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种用于混凝土增韧的添加剂，其特征在于:其所用原料按重量份计为:改性复合炭素纳米材料1-2份、活化处理的木粉35-40份、等规聚丙烯18-23份、水100-150份、偶联剂2.5-3.5份、填料3-5份、相容剂2.2-3.2份。2.根据权利要求1所述用于混凝土增韧的添加剂，其特征在于:所述改性复合炭素纳米材料的制备方法包括如下步骤: 1)在两个相同的6L尼龙球磨罐中分别装入62颗直径为5 mm的不锈钢球和46颗直径为10 mm的不锈钢球，然后分别加入1.4 kg由石墨粉和纳米碳管按质量比1.5:1组成的复合炭素材料，再分别滴加120 mL无水乙醇，用尼龙盖密封，将两个球磨罐对称放入球磨机中，在转速为500 rpm、且每30 min自动转换旋转方向的条件下球磨处理60 h； 2)将步骤I)处理后的复合炭素材料加入到pH值为8、质量浓度为16%的Tween40水溶液中，超声15 h，过滤，所得滤渣用水洗净后于60-62°C下真空干燥20 h; 3)将步骤2)处理后的复合炭素材料加入到浓度为2M的HCl溶液中，超声36 h，过滤，所得滤渣用纯水洗净后于70-72°C下真空干燥24 h; 4)将步骤3)处理后的复合炭素材料加入到40L由浓硫酸和浓硝酸按体积比9.5:0.5组成的混酸中，在5-6°C下超声处理10 h后，加入2.8 kg高锰酸钾和0.9 kg硝酸钠，在4_5°C下搅拌24 h;然后升温至38-40°C，搅拌12 h，然后在搅拌条件下、在1.5 h内缓慢加入60 L水，再升温至90-92°C继续搅拌15 h;然后在搅拌条件下、在1.5 h内缓慢加入85 L水，最后在搅拌下、在3 h内缓慢加入4.5 L双氧水，继续搅拌16 h后过滤，所得滤渣用水洗净，在75°C下真空干燥24 h，得到2.32-2.55 kg灰褐色复合炭素纳米材料； 5)取步骤4)所得复合炭素纳米材料2.2kg，加入到20 L亚硫酰氯中，在78-80 °C、搅拌条件下反应24-36 h，然后以4500-5000 rpm离心处理10-15 min，所得粉末经无水四氢呋喃洗净，并在室温下真空干燥6 h;再将粉末加入到12 L有机溶剂A中，室温超声2 h、搅拌3 h后，在48-50°C、搅拌条件下，在15-18 h内缓慢滴加3 L溶解有0.7 kg二元醇化合物的有机溶剂B，滴加完毕后于55-57°C继续搅拌10 h;然后升温至103-105°C搅拌20 h，再升温至150-152°C搅拌18-22 h后，减压蒸馏回收有机溶剂，所得粉末经乙醇洗净后，在53_55°C下真空干燥60-65 h，得到2.43-2.66 kg含羟基功能团的复合炭素纳米材料； 6)取步骤5)所得含羟基功能团的复合炭素纳米材料2.4kg，加入到35 L三氯甲烷中，在氮气保护下室温超声处理2 h后，然后加入100 mL三氟化硼-乙醚络合物并室温搅拌2 h;再在-7—8°C、搅拌条件下，在5 h内缓慢滴加550 mL 3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇，滴加完毕后于-7?_8°C继续搅拌30 h;最后加入500 mL无水乙醇，以4600-5000 rpm离心处理15-18min，分离回收溶剂，所得粉末经无水乙醇洗净，并在室温下真空干燥12 h，得到2.74-2.83kg所述改性复合炭素纳米材料； 其中，所述石墨粉为市售的高纯超细石墨粉或天然单晶石墨粉； 所述纳米碳管为市售的多壁纳米碳管； 所述双氧水为市售浓度为35%的过氧化氢水溶液； 所述有机溶剂A为经干燥处理的无水N-甲基吡咯烷酮或N，N’_二甲基乙酰胺； 所述有机溶剂B是将经干燥处理的无水丙酮与N，N’_二甲基乙酰胺按体积比1:9组成的混合溶剂； 所述二元醇化合物为I，6_己二醇、I，8-辛二醇、I，10-癸二醇或I，5-戊二醇。3.根据权利要求1所述用于混凝土增韧的添加剂，其特征在于:所述活化处理的木粉是将75 kg、粒径为90-200目的木粉在180 L、质量浓度为15%的氢氧化钠水溶液中搅拌12h后过滤，所得木粉用水洗至中性;然后将所得木粉在120 L、质量浓度为12%的过氧化氢水溶液中搅拌18h后过滤，所得木粉用水洗净，再于65-67°C下干燥12h即得。4.根据权利要求1所述用于混凝土增韧的添加剂，其特征在于:所述偶联剂为市售的A-151或A-171硅烷偶联剂； 所述填料为轻质碳酸钙，其粒径为1-30 Mi; 所述相容剂为马来酸酐接枝共聚物。5.一种如权利要求1所述用于混凝土增韧的添加剂的制备方法，其特征在于:具体包括以下步骤: 1)在室温下将偶联剂加入水中搅拌至其完全溶解;然后加入改性复合炭素纳米材料和活化处理的木粉，室温超声分散2 h后搅拌3 h，再升温至55-57°C搅拌24 h，过滤，所得粉末以450 r/min离心20 min，再于50_52°C下真空干燥20h; 2)将等规聚丙稀、填料与步骤I)制得的粉末装入高速混合机中，在320-350r/min转速下分散2-3 h后升温至113-115°C，再加入相容剂，在500-550 r/min转速下分散16-20 min后，放入冷混锅中冷却，待温度降到48-50 0C时放料，得到初混料； 3)将所得初混料置于172-180°C、转速为65-75 r/min的双螺杆挤出机中混炼0.5-1 h后挤出，得到混炼料； 4)将所得混炼料粉碎处理，得到粒度为80-160目的混凝土添加剂。
【专利摘要】本发明公开了一种用于混凝土增韧的添加剂及其制备方法，其所用原料按重量份计为：改性复合炭素纳米材料1-2份、活化处理的木粉35-40份、等规聚丙烯18-23份、水100-150份、偶联剂2.5-3.5份、填料3-5份、相容剂2.2-3.2份。本发明将改性复合炭素纳米材料、活化处理的木粉和等规聚丙烯相结合，通过偶联剂和相容剂的表面改性作用，形成了一种独特的复合体系，制备出的添加剂能够在混凝土中充分分散，有效发挥材料协同增韧的效果，使所制备的混凝土具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性，是一种高性能混凝土增韧添加材料。
【IPC分类】C04B24/42, C04B20/02, C04B14/02
【公开号】CN105645834
【申请号】
【发明人】肖三霞, 蒋国平
【申请人】福建江夏学院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月30日