本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于混凝土增韌的添加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
普通混凝土抗彎強(qiáng)度較低、脆性高，尤其是地鐵隧道拱墻及跨?？缃髽虻冉ㄖ浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)力環(huán)境復(fù)雜，普通混凝土在使用中容易產(chǎn)生裂縫甚至斷裂，從而嚴(yán)重影響建筑的使用壽命和安全。為提高混凝土的韌性，亟需開發(fā)具有增韌性能的混凝土添加劑。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種用于混凝土增韌的添加劑及其制備方法，該添加劑能夠在混凝土中充分分散，有效發(fā)揮材料協(xié)同增韌的效果，使所制備的混凝土具有良好的韌性、抗疲勞性及各向同性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種用于混凝土增韌的添加劑，其所用原料按重量份計為：改性復(fù)合炭素納米材料1-2份、活化處理的木粉35-40份、等規(guī)聚丙烯18-23份、水100-150份、偶聯(lián)劑2.5-3.5份、填料3-5份、相容劑2.2-3.2份。所述改性復(fù)合炭素納米材料的制備方法包括如下步驟：1）在兩個相同的6L尼龍球磨罐中分別裝入62顆直徑為5mm的不銹鋼球和46顆直徑為10mm的不銹鋼球，然后分別加入1.4kg由石墨粉和納米碳管按質(zhì)量比1.5:1組成的復(fù)合炭素材料，再分別滴加120mL無水乙醇，用尼龍蓋密封，將兩個球磨罐對稱放入球磨機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為500rpm、且每30min自動轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的條件下球磨處理60h；2）將步驟1）處理后的復(fù)合炭素材料加入到pH值為8、質(zhì)量濃度為16%的Tween40水溶液中，超聲15h，過濾，所得濾渣用水洗凈后于60-62℃下真空干燥20h；3）將步驟2）處理后的復(fù)合炭素材料加入到濃度為2M的HCl溶液中，超聲36h，過濾，所得濾渣用純水洗凈后于70-72℃下真空干燥24h；4）將步驟3）處理后的復(fù)合炭素材料加入到40L由濃硫酸和濃硝酸按體積比9.5:0.5組成的混酸中，在5-6℃下超聲處理10h后，加入2.8kg高錳酸鉀和0.9kg硝酸鈉，在4-5℃下攪拌24h；然后升溫至38-40℃，攪拌12h，然后在攪拌條件下、在1.5h內(nèi)緩慢加入60L水，再升溫至90-92℃繼續(xù)攪拌15h；然后在攪拌條件下、在1.5h內(nèi)緩慢加入85L水，最后在攪拌下、在3h內(nèi)緩慢加入4.5L雙氧水，繼續(xù)攪拌16h后過濾，所得濾渣用水洗凈，在75℃下真空干燥24h，得到2.32-2.55kg灰褐色復(fù)合炭素納米材料；5）取步驟4）所得復(fù)合炭素納米材料2.2kg，加入到20L亞硫酰氯中，在78-80℃、攪拌條件下反應(yīng)24-36h，然后以4500-5000rpm離心處理10-15min，分離亞硫酰氯，所得粉末經(jīng)無水四氫呋喃洗凈，并在室溫下真空干燥6h；再將粉末加入到12L有機(jī)溶劑A中，室溫超聲2h、攪拌3h后，在48-50℃、攪拌條件下，在15-18h內(nèi)緩慢滴加3L溶解有0.7kg二元醇化合物的有機(jī)溶劑B，滴加完畢后于55-57℃繼續(xù)攪拌10h；然后升溫至103-105℃攪拌20h，再升溫至150-152℃攪拌18-22h后，減壓蒸餾回收有機(jī)溶劑，所得粉末經(jīng)乙醇洗凈后，在53-55℃下真空干燥60-65h，得到2.43-2.66kg含羥基功能團(tuán)的復(fù)合炭素納米材料；6）取步驟5）所得含羥基功能團(tuán)的復(fù)合炭素納米材料2.4kg，加入到35L三氯甲烷中，在氮氣保護(hù)下室溫超聲處理2h后，然后加入100mL三氟化硼-乙醚絡(luò)合物并室溫攪拌2h；再在-7~-8℃、攪拌條件下，在5h內(nèi)緩慢滴加550mL3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇，滴加完畢后于-7~-8℃繼續(xù)攪拌30h；最后加入500mL無水乙醇，以4600-5000rpm離心處理15-18min，分離回收溶劑，所得粉末經(jīng)無水乙醇洗凈，并在室溫下真空干燥12h，得到2.74-2.83kg所述改性復(fù)合炭素納米材料；其中，所述石墨粉為市售的高純超細(xì)石墨粉或天然單晶石墨粉；所述納米碳管為市售的多壁納米碳管；所述雙氧水為市售濃度為35%的過氧化氫水溶液；所述有機(jī)溶劑A為經(jīng)干燥處理的無水N-甲基吡咯烷酮或N,N’-二甲基乙酰胺；所述有機(jī)溶劑B是將經(jīng)干燥處理的無水丙酮與N,N’-二甲基乙酰胺按體積比1:9組成的混合溶劑；所述二元醇化合物為1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇或l,5-戊二醇。所述活化處理的木粉是將75kg、粒徑為90-200目的木粉在180L、質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉水溶液中攪拌12h后過濾，所得木粉用水洗至中性；然后將所得木粉在120L、質(zhì)量濃度為12%的過氧化氫水溶液中攪拌18h后過濾，所得木粉用水洗凈，再于65-67℃下干燥12h即得。所述偶聯(lián)劑為市售的A-151或A-171硅烷偶聯(lián)劑；所述填料為輕質(zhì)碳酸鈣，其粒徑為1-30μm；所述相容劑為馬來酸酐接枝共聚物。所述用于混凝土增韌的添加劑的制備方法具體包括以下步驟：1)在室溫下將偶聯(lián)劑加入水中攪拌至其完全溶解；然后加入改性復(fù)合炭素納米材料和活化處理的木粉，室溫超聲分散2h后攪拌3h，再升溫至55-57℃攪拌24h，過濾，所得粉末置于工業(yè)離心機(jī)中，以450r/min離心20min，再于50-52℃下真空干燥20h；2)將等規(guī)聚丙烯、填料與步驟1)制得的粉末裝入高速混合機(jī)中，在320-350r/min轉(zhuǎn)速下分散2-3h后升溫至113-115℃，再加入相容劑，在500-550r/min轉(zhuǎn)速下分散16-20min后，放入冷混鍋中冷卻，待溫度降到48-50℃時放料，得到初混料；3)將所得初混料置于172-180℃、轉(zhuǎn)速為65-75r/min的雙螺桿擠出機(jī)中混煉0.5-1h后擠出，得到混煉料；4)將所得混煉料粉碎處理，得到粒度為80-160目的混凝土添加劑。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案有如下有益效果：本發(fā)明首次采用了一種“改性復(fù)合炭素納米材料”。該材料以石墨粉和納米碳管這兩種炭素材料為基礎(chǔ)，通過球磨、超聲、混酸氧化等步驟首先制備出復(fù)合炭素納米材料。復(fù)合炭素納米材料中包含大量力學(xué)性能優(yōu)異的二維結(jié)構(gòu)的石墨片和一維結(jié)構(gòu)的納米碳管，是一種非常理想的混凝土增韌增強(qiáng)材料。但復(fù)合炭素納米材料的比表面積大，且比表面能高，容易團(tuán)聚形成塊狀聚集體而喪失其優(yōu)異的力學(xué)性能，本發(fā)明進(jìn)一步對復(fù)合炭素納米材料進(jìn)行化學(xué)改性，在其表面構(gòu)筑支化高分子結(jié)構(gòu)，以顯著增強(qiáng)炭素納米材料之間的排斥作用，從而制備得到改性復(fù)合炭素納米材料。這種改性復(fù)合炭素納米材料不僅能在混凝土體系中充分分散，更好地發(fā)揮材料的協(xié)同增韌效果。其次，木粉成本較低、來源廣泛、易于加工且環(huán)境友好，本發(fā)明將天然高分子材料木粉經(jīng)活化處理，使其分子鏈中含有大量具有很強(qiáng)的親水性的羥基活性基團(tuán)，期能夠與混凝土成型過程中的水化產(chǎn)物形成氫鍵等分子間作用力，從而提高混凝土的微觀應(yīng)力應(yīng)變性能。本發(fā)明用于混凝土增韌的添加劑將改性復(fù)合炭素納米材料、活化處理的木粉和等規(guī)聚丙烯相結(jié)合，通過偶聯(lián)劑和相容劑的表面改性作用，形成了一種獨特的復(fù)合體系，其制備條件簡單，原料易于獲取，且所得添加劑容易與混凝土中的其它組分材料分散結(jié)合，有效發(fā)揮材料協(xié)同增韌的效果，所得混凝土整體再經(jīng)標(biāo)養(yǎng)后即可得到具有良好的韌性、抗疲勞性及各向同性的增韌混凝土制品，能滿足地鐵隧道拱墻及跨海跨江大橋等方面的應(yīng)用要求，是一種高性能混凝土增韌添加材料。具體實施方式為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明所述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。所用高純超細(xì)石墨粉為900-1000目的灰黑色粉末，其主要物化指標(biāo)：固定碳含量：99.9%，密度：2.1g/cm3，晶體粒徑：0.1mm，鱗片尺寸：1mm，水分含量：0.02%；所用天然單晶石墨粉為100-260目的黑色粉末，其主要物化指標(biāo)：固定碳含量：90%，密度：1g/cm3，晶體粒徑：0.2mm，鱗片尺寸：1mm，莫氏硬度：32，水分含量：0.01%；所用多壁納米碳管的主要規(guī)格指標(biāo)：純度：>95%；管徑：60-100nm；長度：8-35um；堆積密度：0.16-0.21g/cm3；比表面積：>35(m2/g)；所用Tween40(CASNo.9005-66-7)為市售的琥珀色油狀液體，其主要物化指標(biāo)：HLB值：15.5；羥值(KOHmg/g)：85-100；皂化值(KOHmg/g)：40-55；酸值(KOHmg/g)：≤2.0；水份(%)：≤2.5；所用有機(jī)溶劑B是將經(jīng)干燥處理的無水丙酮與N,N’-二甲基乙酰胺按體積比1:9組成的混合溶劑；所用偶聯(lián)劑選用美國聯(lián)碳公司市售的A-151或A-171硅烷偶聯(lián)劑；所用相容劑選用沙特巴素爾牌號為350K的增韌級馬來酸酐接枝聚丙烯共聚物，其外觀為白色顆粒，其主要指標(biāo)：馬來酸酐接枝物：0.7-0.9%；熔體指數(shù)(190℃，2.16kg)：>85g/10min；所用等規(guī)聚丙烯的熔體流動速率：6g/10min（230℃，2.16kg）；密度：1.12g/cm3；壓痕硬度：125MPa；IZOD沖擊強(qiáng)度：10J/m（23℃1/4"厚）；拉伸強(qiáng)度：105MPa；彎曲強(qiáng)度：145MPa；熱變形溫度：162℃（0.45MPa，未退火）。實施例11.改性復(fù)合炭素納米材料的制備：1）在兩個相同的6L尼龍球磨罐中分別裝入62顆直徑為5mm的不銹鋼球和46顆直徑為10mm的不銹鋼球，然后分別加入1.4kg由高純超細(xì)石墨粉和多壁納米碳管按質(zhì)量比1.5:1組成的復(fù)合炭素材料，再分別滴加120mL無水乙醇，用尼龍蓋密封，將兩個球磨罐對稱放入球磨機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為500rpm、且每30min自動轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的條件下球磨處理60h；2）將步驟1）處理后的復(fù)合炭素材料加入到pH值為8、質(zhì)量濃度為16%的Tween40水溶液中，超聲15h，過濾，所得濾渣用水洗凈后于60℃下真空干燥20h；3）將步驟2）處理后的復(fù)合炭素材料加入到濃度為2M的HCl溶液中，超聲36h，過濾，所得濾渣用純水洗凈后于72℃下真空干燥24h；4）將步驟3）處理后的復(fù)合炭素材料加入到40L由濃硫酸和濃硝酸按體積比9.5:0.5組成的混酸中，在5℃下超聲處理10h后，加入2.8kg高錳酸鉀和0.9kg硝酸鈉，在5℃下攪拌24h；然后升溫至38℃，攪拌12h，然后在攪拌條件下、在1.5h內(nèi)緩慢加入60L水，再升溫至92℃繼續(xù)攪拌15h；然后在攪拌條件下、在1.5h內(nèi)緩慢加入85L水，最后在攪拌下、在3h內(nèi)緩慢加入4.5L、質(zhì)量濃度為35%的過氧化氫水溶液，繼續(xù)攪拌16h后過濾，所得濾渣用水洗凈，在75℃下真空干燥24h，得到2.55kg灰褐色復(fù)合炭素納米材料；5）取步驟4）所得復(fù)合炭素納米材料2.2kg，加入到20L亞硫酰氯中，在78℃、攪拌條件下反應(yīng)30h，然后以4500rpm離心處理12min，分離亞硫酰氯，所得粉末經(jīng)無水四氫呋喃洗凈，并在室溫下真空干燥6h；再將粉末加入到12L經(jīng)干燥處理的無水N-甲基吡咯烷酮中，室溫超聲2h、攪拌3h后，在50℃、攪拌條件下，在16h內(nèi)緩慢滴加3L溶解有0.7kg1,6-己二醇的有機(jī)溶劑B，滴加完畢后于55℃繼續(xù)攪拌10h；然后升溫至104℃攪拌20h，再升溫至152℃攪拌20h后，減壓蒸餾回收有機(jī)溶劑，所得粉末經(jīng)乙醇洗凈后，在55℃下真空干燥63h，得到2.49kg含羥基功能團(tuán)的復(fù)合炭素納米材料；6）取步驟5）所得含羥基功能團(tuán)的復(fù)合炭素納米材料2.4kg，加入到35L三氯甲烷中，在氮氣保護(hù)下室溫超聲處理2h后，然后加入100mL三氟化硼-乙醚絡(luò)合物并室溫攪拌2h；再在-7℃、攪拌條件下，在5h內(nèi)緩慢滴加550mL3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇，滴加完畢后于-7℃繼續(xù)攪拌30h；最后加入500mL無水乙醇，以4800rpm離心處理17min，分離回收溶劑，所得粉末經(jīng)無水乙醇洗凈，并在室溫下真空干燥12h，得到2.76kg所述改性復(fù)合炭素納米材料。2.活化處理的木粉的制備：將75kg、粒徑為120目的木粉在180L、質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉水溶液中攪拌12h后過濾，所得木粉用水洗至中性；然后將所得木粉在120L、質(zhì)量濃度為12%的過氧化氫水溶液中攪拌18h后過濾，所得木粉用水洗凈，再于65℃下干燥12h即得。3.用于混凝土增韌的添加劑的制備：1)在室溫下將A-151硅烷偶聯(lián)劑2.9kg加入120kg水中攪拌至其完全溶解；然后加入1.4kg改性復(fù)合炭素納米材料和37kg活化處理的木粉，室溫超聲分散2h后攪拌3h，再升溫至55℃攪拌24h，過濾，所得粉末置于工業(yè)離心機(jī)中，以450r/min離心20min，再于52℃下真空干燥20h；2)將20kg等規(guī)聚丙烯、4kg輕質(zhì)碳酸鈣（粒徑1-30μm）與步驟1)制得的粉末裝入高速混合機(jī)中，在340r/min轉(zhuǎn)速下分散2.5h后升溫至115℃，再加入2.8kg相容劑，在530r/min轉(zhuǎn)速下分散18min后，放入冷混鍋中冷卻，待溫度降到50℃時放料，得到初混料；3)將所得初混料置于175℃、轉(zhuǎn)速為70r/min的雙螺桿擠出機(jī)中混煉1h后擠出，得到混煉料；4)將所得混煉料粉碎處理，得到64.9kg粒度為120目的混凝土添加劑。實施例21.改性復(fù)合炭素納米材料的制備：1）在兩個相同的6L尼龍球磨罐中分別裝入62顆直徑為5mm的不銹鋼球和46顆直徑為10mm的不銹鋼球，然后分別加入1.4kg由天然單晶石墨粉和多壁納米碳管按質(zhì)量比1.5:1組成的復(fù)合炭素材料，再分別滴加120mL無水乙醇，用尼龍蓋密封，將兩個球磨罐對稱放入球磨機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為500rpm、且每30min自動轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的條件下球磨處理60h；2）將步驟1）處理后的復(fù)合炭素材料加入到pH值為8、質(zhì)量濃度為16%的Tween40水溶液中，超聲15h，過濾，所得濾渣用水洗凈后于62℃下真空干燥20h；3）將步驟2）處理后的復(fù)合炭素材料加入到濃度為2M的HCl溶液中，超聲36h，過濾，所得濾渣用純水洗凈后于71℃下真空干燥24h；4）將步驟3）處理后的復(fù)合炭素材料加入到40L由濃硫酸和濃硝酸按體積比9.5:0.5組成的混酸中，在6℃下超聲處理10h后，加入2.8kg高錳酸鉀和0.9kg硝酸鈉，在4℃下攪拌24h；然后升溫至39℃，攪拌12h，然后在攪拌條件下、在1.5h內(nèi)緩慢加入60L水，再升溫至90℃繼續(xù)攪拌15h；然后在攪拌條件下、在1.5h內(nèi)緩慢加入85L水，最后在攪拌下、在3h內(nèi)緩慢加入4.5L、質(zhì)量濃度為35%的過氧化氫水溶液，繼續(xù)攪拌16h后過濾，所得濾渣用水洗凈，在75℃下真空干燥24h，得到2.32kg灰褐色復(fù)合炭素納米材料；5）取步驟4）所得復(fù)合炭素納米材料2.2kg，加入到20L亞硫酰氯中，在80℃、攪拌條件下反應(yīng)24h，然后以4600rpm離心處理10min，分離亞硫酰氯，所得粉末經(jīng)無水四氫呋喃洗凈，并在室溫下真空干燥6h；再將粉末加入到12L經(jīng)干燥處理的無水N,N’-二甲基乙酰胺中，室溫超聲2h、攪拌3h后，在48℃、攪拌條件下，在15h內(nèi)緩慢滴加3L溶解有0.7kg1,8-辛二醇的有機(jī)溶劑B，滴加完畢后于57℃繼續(xù)攪拌10h；然后升溫至103℃攪拌20h，再升溫至150℃攪拌18h后，減壓蒸餾回收有機(jī)溶劑，所得粉末經(jīng)乙醇洗凈后，在53℃下真空干燥60h，得到2.43kg含羥基功能團(tuán)的復(fù)合炭素納米材料；6）取步驟5）所得含羥基功能團(tuán)的復(fù)合炭素納米材料2.4kg，加入到35L三氯甲烷中，在氮氣保護(hù)下室溫超聲處理2h后，然后加入100mL三氟化硼-乙醚絡(luò)合物并室溫攪拌2h；再在-8℃、攪拌條件下，在5h內(nèi)緩慢滴加550mL3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇，滴加完畢后于-8℃繼續(xù)攪拌30h；最后加入500mL無水乙醇，以4600rpm離心處理15min，分離回收溶劑，所得粉末經(jīng)無水乙醇洗凈，并在室溫下真空干燥12h，得到2.74kg所述改性復(fù)合炭素納米材料。2.活化處理的木粉的制備：將75kg、粒徑為90目的木粉在180L、質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉水溶液中攪拌12h后過濾，所得木粉用水洗至中性；然后將所得木粉在120L、質(zhì)量濃度為12%的過氧化氫水溶液中攪拌18h后過濾，所得木粉用水洗凈，再于67℃下干燥12h即得。3.用于混凝土增韌的添加劑的制備：1)在室溫下將A-171硅烷偶聯(lián)劑2.5kg加入100kg水中攪拌至其完全溶解；然后加入1kg改性復(fù)合炭素納米材料和35kg活化處理的木粉，室溫超聲分散2h后攪拌3h，再升溫至57℃攪拌24h，過濾，所得粉末置于工業(yè)離心機(jī)中，以450r/min離心20min，再于50℃下真空干燥20h；2)將18kg等規(guī)聚丙烯、3kg輕質(zhì)碳酸鈣（粒徑1-30μm）與步驟1)制得的粉末裝入高速混合機(jī)中，在320r/min轉(zhuǎn)速下分散2.5h后升溫至113℃，再加入2.2kg相容劑，在500r/min轉(zhuǎn)速下分散16min后，放入冷混鍋中冷卻，待溫度降到48℃時放料，得到初混料；3)將所得初混料置于172℃、轉(zhuǎn)速為65r/min的雙螺桿擠出機(jī)中混煉0.5h后擠出，得到混煉料；4)將所得混煉料粉碎處理，得到56.8kg粒度為80目的混凝土添加劑。實施例31.改性復(fù)合炭素納米材料的制備：1）在兩個相同的6L尼龍球磨罐中分別裝入62顆直徑為5mm的不銹鋼球和46顆直徑為10mm的不銹鋼球，然后分別加入1.4kg由天然單晶石墨粉和多壁納米碳管按質(zhì)量比1.5:1組成的復(fù)合炭素材料，再分別滴加120mL無水乙醇，用尼龍蓋密封，將兩個球磨罐對稱放入球磨機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為500rpm、且每30min自動轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的條件下球磨處理60h；2）將步驟1）處理后的復(fù)合炭素材料加入到pH值為8、質(zhì)量濃度為16%的Tween40水溶液中，超聲15h，過濾，所得濾渣用水洗凈后于61℃下真空干燥20h；3）將步驟2）處理后的復(fù)合炭素材料加入到濃度為2M的HCl溶液中，超聲36h，過濾，所得濾渣用純水洗凈后于70℃下真空干燥24h；4）將步驟3）處理后的復(fù)合炭素材料加入到40L由濃硫酸和濃硝酸按體積比9.5:0.5組成的混酸中，在6℃下超聲處理10h后，加入2.8kg高錳酸鉀和0.9kg硝酸鈉，在4℃下攪拌24h；然后升溫至40℃，攪拌12h，然后在攪拌條件下、在1.5h內(nèi)緩慢加入60L水，再升溫至91℃繼續(xù)攪拌15h；然后在攪拌條件下、在1.5h內(nèi)緩慢加入85L水，最后在攪拌下、在3h內(nèi)緩慢加入4.5L、質(zhì)量濃度為35%的過氧化氫水溶液，繼續(xù)攪拌16h后過濾，所得濾渣用水洗凈，在75℃下真空干燥24h，得到2.46kg灰褐色復(fù)合炭素納米材料；5）取步驟4）所得復(fù)合炭素納米材料2.2kg，加入到20L亞硫酰氯中，在80℃、攪拌條件下反應(yīng)36h，然后以5000rpm離心處理15min，分離亞硫酰氯，所得粉末經(jīng)無水四氫呋喃洗凈，并在室溫下真空干燥6h；再將粉末加入到12L經(jīng)干燥處理的無水N,N’-二甲基乙酰胺中，室溫超聲2h、攪拌3h后，在50℃、攪拌條件下，在18h內(nèi)緩慢滴加3L溶解有0.7kg1,5-戊二醇的有機(jī)溶劑B，滴加完畢后于56℃繼續(xù)攪拌10h；然后升溫至105℃攪拌20h，再升溫至152℃攪拌22h后，減壓蒸餾回收有機(jī)溶劑，所得粉末經(jīng)乙醇洗凈后，在55℃下真空干燥65h，得到2.66kg含羥基功能團(tuán)的復(fù)合炭素納米材料；6）取步驟5）所得含羥基功能團(tuán)的復(fù)合炭素納米材料2.4kg，加入到35L三氯甲烷中，在氮氣保護(hù)下室溫超聲處理2h后，然后加入100mL三氟化硼-乙醚絡(luò)合物并室溫攪拌2h；再在-8℃、攪拌條件下，在5h內(nèi)緩慢滴加550mL3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇，滴加完畢后于-8℃繼續(xù)攪拌30h；最后加入500mL無水乙醇，以5000rpm離心處理18min，分離回收溶劑，所得粉末經(jīng)無水乙醇洗凈，并在室溫下真空干燥12h，得到2.83kg所述改性復(fù)合炭素納米材料。2.活化處理的木粉的制備：將75kg、粒徑為200目的木粉在180L、質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉水溶液中攪拌12h后過濾，所得木粉用水洗至中性；然后將所得木粉在120L、質(zhì)量濃度為12%的過氧化氫水溶液中攪拌18h后過濾，所得木粉用水洗凈，再于67℃下干燥12h即得。3.用于混凝土增韌的添加劑的制備：1)在室溫下將A-171硅烷偶聯(lián)劑3.5kg加入150kg水中攪拌至其完全溶解；然后加入2kg改性復(fù)合炭素納米材料和40kg活化處理的木粉，室溫超聲分散2h后攪拌3h，再升溫至57℃攪拌24h，過濾，所得粉末置于工業(yè)離心機(jī)中，以450r/min離心20min，再于52℃下真空干燥20h；2)將23kg等規(guī)聚丙烯、5kg輕質(zhì)碳酸鈣（粒徑1-30μm）與步驟1)制得的粉末裝入高速混合機(jī)中，在350r/min轉(zhuǎn)速下分散3h后升溫至115℃，再加入3.2kg相容劑，在550r/min轉(zhuǎn)速下分散20min后，放入冷混鍋中冷卻，待溫度降到49℃時放料，得到初混料；3)將所得初混料置于180℃、轉(zhuǎn)速為75r/min的雙螺桿擠出機(jī)中混煉1h后擠出，得到混煉料；4)將所得混煉料粉碎處理，得到71.2kg粒度為160目的混凝土添加劑。實施例41.改性復(fù)合炭素納米材料的制備：1）在兩個相同的6L尼龍球磨罐中分別裝入62顆直徑為5mm的不銹鋼球和46顆直徑為10mm的不銹鋼球，然后分別加入1.4kg由高純超細(xì)石墨粉和多壁納米碳管按質(zhì)量比1.5:1組成的復(fù)合炭素材料，再分別滴加120mL無水乙醇，用尼龍蓋密封，將兩個球磨罐對稱放入球磨機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為500rpm、且每30min自動轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的條件下球磨處理60h；2）將步驟1）處理后的復(fù)合炭素材料加入到pH值為8、質(zhì)量濃度為16%的Tween40水溶液中，超聲15h，過濾，所得濾渣用水洗凈后于62℃下真空干燥20h；3）將步驟2）處理后的復(fù)合炭素材料加入到濃度為2M的HCl溶液中，超聲36h，過濾，所得濾渣用純水洗凈后于72℃下真空干燥24h；4）將步驟3）處理后的復(fù)合炭素材料加入到40L由濃硫酸和濃硝酸按體積比9.5:0.5組成的混酸中，在5℃下超聲處理10h后，加入2.8kg高錳酸鉀和0.9kg硝酸鈉，在5℃下攪拌24h；然后升溫至38℃，攪拌12h，然后在攪拌條件下、在1.5h內(nèi)緩慢加入60L水，再升溫至92℃繼續(xù)攪拌15h；然后在攪拌條件下、在1.5h內(nèi)緩慢加入85L水，最后在攪拌下、在3h內(nèi)緩慢加入4.5L、質(zhì)量濃度為35%的過氧化氫水溶液，繼續(xù)攪拌16h后過濾，所得濾渣用水洗凈，在75℃下真空干燥24h，得到2.39kg灰褐色復(fù)合炭素納米材料；5）取步驟4）所得復(fù)合炭素納米材料2.2kg，加入到20L亞硫酰氯中，在80℃、攪拌條件下反應(yīng)36h，然后以4800rpm離心處理13min，分離亞硫酰氯，所得粉末經(jīng)無水四氫呋喃洗凈，并在室溫下真空干燥6h；再將粉末加入到12L經(jīng)干燥處理的無水N,N’-二甲基乙酰胺中，室溫超聲2h、攪拌3h后，在49℃、攪拌條件下，在17h內(nèi)緩慢滴加3L溶解有0.7kg1,10-癸二醇的有機(jī)溶劑B，滴加完畢后于55℃繼續(xù)攪拌10h；然后升溫至103℃攪拌20h，再升溫至151℃攪拌21h后，減壓蒸餾回收有機(jī)溶劑，所得粉末經(jīng)乙醇洗凈后，在54℃下真空干燥64h，得到2.54kg含羥基功能團(tuán)的復(fù)合炭素納米材料；6）取步驟5）所得含羥基功能團(tuán)的復(fù)合炭素納米材料2.4kg，加入到35L三氯甲烷中，在氮氣保護(hù)下室溫超聲處理2h后，然后加入100mL三氟化硼-乙醚絡(luò)合物并室溫攪拌2h；再在-7℃、攪拌條件下，在5h內(nèi)緩慢滴加550mL3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇，滴加完畢后于-7℃繼續(xù)攪拌30h；最后加入500mL無水乙醇，以4700rpm離心處理16min，分離回收溶劑，所得粉末經(jīng)無水乙醇洗凈，并在室溫下真空干燥12h，得到2.81kg所述改性復(fù)合炭素納米材料。2.活化處理的木粉的制備：將75kg、粒徑為180目的木粉在180L、質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉水溶液中攪拌12h后過濾，所得木粉用水洗至中性；然后將所得木粉在120L、質(zhì)量濃度為12%的過氧化氫水溶液中攪拌18h后過濾，所得木粉用水洗凈，再于66℃下干燥12h即得。3.用于混凝土增韌的添加劑的制備：1)在室溫下將A-151硅烷偶聯(lián)劑3.2kg加入140kg水中攪拌至其完全溶解；然后加入1.7kg改性復(fù)合炭素納米材料和36kg活化處理的木粉，室溫超聲分散2h后攪拌3h，再升溫至56℃攪拌24h，過濾，所得粉末置于工業(yè)離心機(jī)中，以450r/min離心20min，再于51℃下真空干燥20h；2)將21kg等規(guī)聚丙烯、4.3kg輕質(zhì)碳酸鈣（粒徑1-30μm）與步驟1)制得的粉末裝入高速混合機(jī)中，在330r/min轉(zhuǎn)速下分散2h后升溫至114℃，再加入3kg相容劑，在550r/min轉(zhuǎn)速下分散17min后，放入冷混鍋中冷卻，待溫度降到48℃時放料，得到初混料；3)將所得初混料置于178℃、轉(zhuǎn)速為72r/min的雙螺桿擠出機(jī)中混煉0.5h后擠出，得到混煉料；4)將所得混煉料粉碎處理，得到65.4kg粒度為100目的混凝土添加劑。以使用粒度為160目的混凝土添加劑為例，采用水泥400kg/m3、混凝土添加劑0.7kg/m3、細(xì)集料650kg/m3、碎石1050kg/m3、礦渣粉37kg/m3、粉煤灰42kg/m3、減水劑4kg/m3和水160kg/m3，制備的混凝土試樣的抗彎強(qiáng)度為28MPa，拉伸強(qiáng)度為16MPa，抗壓強(qiáng)度為95MPa。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。