[發明專利]一種石墨烯抗滲劑及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 201710348545.5
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107324680B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 鄭雅軒;賴健平;瞿研
• 申請（專利權）人: 常州第六元素材料科技股份有限公司
• 主分類號: C04B24/16
• 分類號: C04B24/16;C04B24/26;C04B103/65
• 代理公司: 11686 北京世衡知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 肖淑芳;郝文博

本發明公開了一種石墨烯抗滲劑及其制備方法、應用，所述石墨烯抗滲劑按重量份計，包括：石墨烯5～10份、醇胺化合物10～25份、礦物摻合料50～75份、石膏6～15份、組分A 4～10份，上述各組分的總量為100份。將本發明石墨烯抗滲劑摻入混凝土中，混凝土中的活性成分可以在石墨烯片層表面形成水化晶體生長點，進而改變混凝土膠凝材料水化產物的晶體形貌，改善混凝土的孔隙結構，使混凝土形成一個密實體系，可以有效提高混凝土的抗滲性能、力學性能和耐久性。將本發明石墨烯抗滲劑摻入建筑砂漿中，能夠提高建筑砂漿的抗滲、防水性能以及力學強度。

技術領域

本發明涉及一種抗滲材料，特別涉及了一種含有石墨烯的抗滲劑，屬于建筑輔助材料領域。該抗滲劑可以用于混凝土建筑工程，特別是水利、橋梁、海港、地下、屋面、水池等要求高抗滲的混凝土結構。本抗滲劑也可以用于防水水泥砂漿領域，用于建筑物表面或內部抗滲、防水。

背景技術

建筑工程中的抗滲歷來是一個受到廣泛關注的問題，隨著國民經濟的迅速發展，對現代建筑工程中材料的性能要求也越來越高，例如水利、橋梁、海港、地下、水池等混凝土建筑物的抗滲，以及屋頂、樓面等的防水補漏方面，人們研制了各種抗滲添加劑、防水劑及防水涂料。這些材料雖然能起到抗滲防水的作用，但都存在一定的問題。

對于混凝土結構，國內外目前提高抗滲性的主要方法是摻入膨脹劑，但膨脹劑會在混凝土配制過程中對其他減水劑產生適應性不良的情況，給施工以及工程質量控制帶來諸多危害。例如常用的混凝土鈣釩石類膨脹劑，因其產生膨脹的本質是混凝土內的自由水轉變成固體的結晶水，所以產生體積膨脹需要環境不斷提供液態水，如不能及時提供液態水，特別是高性能混凝土，因水膠比低、膠凝材料用量大，更容易產生自干縮，因此有時不僅不會發生膨脹反而會造成混凝土內因體積膨脹收縮導致形成微裂紋。此外，采用脂肪酸鹽為主要成份的防水劑也是目前混凝土常用的提高抗滲性的措施，雖然該類防水劑可以使砂漿中的毛細管吸水明顯減少，但是在長期浸漬的情況下防水性能會降低，同時，添加這類防水劑還會引起強度的降低。除此之外，常用的提高建筑物抗滲防水的方法還有傳統的瀝青補漏方法和在建筑物表面涂刷防水涂料。傳統的瀝青補漏方法施工困難，瀝青易受紫外線影響，有效期只有一年左右。而防水涂料主要由有機高分子組成，在自然環境中存在耐老化性差的缺點。

中國發明專利(公開號CN105819733B)公開了一種混凝土抗裂抗滲專用添加劑，該發明中添加劑的組成成分包括：羧甲基纖維素鈉和羧基化石墨烯(質量比1:7.2～8.2)9-11份、氧化鋅粉4-6份、活性炭4-5份、納米級輕度重鈣粉40-42份和聚酯纖維65-68份，將以上組分攪拌混合后制得該專利中所述添加劑。其抗滲抗裂原理是利用羧甲基纖維素鈉和羧基化石墨烯的混合作為填料填充混凝土界面的微空隙，主要利用氧化鋅粉在混凝土的初凝過程中降低水化熱來減少溫度收縮裂縫，從而提高混凝土的抗滲性。該發明專利添加劑配方以及作用機理與本發明專利完全不同，且該發明專利中所使用的石墨烯為羧基化石墨烯，羧基化改性石墨烯的處理工藝復雜，不適用于工業生產。

文獻《Improvement in concrete resistance against water and chlorideingress by adding graphene nanoplatele》研究了石墨烯納米片對于水泥砂漿滲透性的影響，該文獻得出的實驗結論：石墨烯納米片(GNP)的相對于水泥砂漿中水泥的添加量為1.5wt％時，水在水泥砂漿中的滲透深度約為3mm，而未添加石墨烯的水泥砂漿的滲水深度約為15mm,滲水深度相對降低了80％。本文中研究的基體為水泥砂漿，將石墨烯與水及混凝土外加劑預混合后直接添加到水泥砂漿中，該工藝不利于石墨烯在水泥砂漿中的分散，此外，石墨烯納米片的添加量大，成本過高，限制了其在水泥復合材料中的實際應用。

當前，混凝土等建筑材料存在的抗滲性差的問題，是國內外材料界長期關注的重要問題之一，相關工作仍需加強。

發明內容

本發明的目的在于針對上述技術缺陷，提供一種抗滲能力強、有效時間長、使用方便的石墨烯抗滲劑；