[發(fā)明專利]一種C45氧化石墨烯混凝土及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711372979.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN108164212A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳玉友;闕龍?chǎng)?/a>;崔昭陽;魏志凱;張國(guó)學(xué);陳嘉鍵;程馬遙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;C01B32/198
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 謝泳祥

本發(fā)明公開了一種C45氧化石墨烯混凝土及其制備方法，所述混凝土包括下述質(zhì)量份數(shù)的原料：水泥168份、水305、天然河沙655份、碎石1272份、聚羧酸高效減水劑6.1份、氧化石墨烯溶液原料2.07份；所述混凝土的制備方法包括原料的配比、原料的混合、澆筑、成型及養(yǎng)護(hù)，制備方法簡(jiǎn)單易操作。采用本發(fā)明制備的C45氧化石墨烯混凝土，通過優(yōu)化原料的配合比例，且添加氧化石墨烯溶液原料，不僅滿足使制成的混凝土滿足強(qiáng)度要求，而且價(jià)格低，按本發(fā)明制備的C45氧化石墨烯混凝土價(jià)格是其它技術(shù)制備同類產(chǎn)品價(jià)格的二分之一；同時(shí)，與普通C45混凝土設(shè)計(jì)和制備相比，按本發(fā)明制備的相同性能C45混凝土水泥用量減少27％，價(jià)格降低20％，同時(shí)，水泥用量的減少，有利環(huán)境保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及混凝土及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

混凝土廣泛地應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、橋梁、港口等土木工程領(lǐng)域。據(jù)報(bào)道，自2011以來全世界年均生產(chǎn)36億水泥，其中百分之五十五以上來自中國(guó)?；炷辆哂休^高抗壓強(qiáng)度，但高脆性、抗拉強(qiáng)度低、延性與韌性較差、易開裂和低抗?jié)B透性能，在機(jī)械荷載和環(huán)境荷載等因素的共同作用下，其耐久性能降低，結(jié)構(gòu)提前破壞或失效。同時(shí)，綠色及可持續(xù)發(fā)展是時(shí)代的必然，大量使用混凝土，需要生產(chǎn)大量水泥，嚴(yán)重影響環(huán)境。

世界各國(guó)科學(xué)家開展了廣泛的研究，尋求解決這些問題的方法和途徑。目前主要技術(shù)是：

(1)降低水灰比，這種方法中存在的問題為水灰比越小，強(qiáng)度越高，但沒有提高水泥水化能力，無法從根本上改善凝膠微觀結(jié)構(gòu)，因而對(duì)提高混凝土強(qiáng)度和耐久性的作用有限。同時(shí)，水灰比減小意味著水泥用量增加，價(jià)格相應(yīng)增加，并且大量生產(chǎn)水泥會(huì)產(chǎn)生更多環(huán)境污染；

(2)添加纖維(如碳纖維、鋼纖維、玻璃纖維)，這種方法主要存在的問題為該技術(shù)從宏觀上阻止混凝土裂紋增長(zhǎng)，但沒有提高水泥水化能力，無法從根本上改善凝膠微觀結(jié)構(gòu)，因而對(duì)提高混凝土強(qiáng)度和耐久性的作用有限；

(3)添加粉煤灰、硅粉、超細(xì)礦渣等微細(xì)礦物城成分，這種方法主要存在的問題為通過填充使凝膠更密實(shí)，但是沒有提高水泥水化能力，無法從根本上改善凝膠微觀結(jié)構(gòu)，因而對(duì)提高混凝土強(qiáng)度和耐久性的作用有限；

(4)添加碳納米管，這種方法主要存在的問題為通過填充使凝膠更密實(shí)，沒有提高水泥水化能力，無法從根本上改善凝膠微觀結(jié)構(gòu)(砂漿、混凝土等)，因而對(duì)提高混凝土強(qiáng)度和耐久性的作用有限。并且價(jià)格高，不利于推廣應(yīng)用。

石墨烯是一種新型的二維納米材料,由Novoselov和Geim等科學(xué)家于2004年成功地從石墨中分離出來，它不僅具有非常高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量,而且還有優(yōu)異的導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能和超大的比表面積。氧化石墨烯是石墨烯經(jīng)過氧化處理后的產(chǎn)物，它繼承了石墨烯許多優(yōu)異的性能,例如高抗拉強(qiáng)度、大比例表面積和大的表面積，特別是更好的親水性和便宜的價(jià)格，并且不導(dǎo)電，使得氧化石墨烯比其它納米材料(如納米顆粒、碳納米管、石墨烯)更適合與水泥基材料復(fù)合。氧化石墨烯有皺紋的的表面產(chǎn)生了機(jī)械自鎖、氧化石墨烯與裂紋之間的強(qiáng)共同作用抑制了裂紋的擴(kuò)展、氧化石墨烯促進(jìn)了水泥水化、以及強(qiáng)界面作用力的形成，從根本上提高普通混凝土(水泥凈漿、水泥砂漿及混凝土)的抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等。同時(shí)，適當(dāng)摻入氧化石墨烯改善了普通混凝土的微觀孔結(jié)構(gòu)，提高普通混凝土抗氯離子滲透、抗碳化和抗凍性能等。但是，目前，氧化石墨烯混凝土的制備方法成本過高，難以應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種C45氧化石墨烯混凝土及其制備方法，本發(fā)明優(yōu)化原料的配合比，且優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，使C45氧化石墨烯混凝土不僅滿足強(qiáng)度要求，而且價(jià)格低，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案。