[發明專利]一種含氧化石墨烯的高抗蝕低熱水泥材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811434594.1
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109400038B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 蒙坤林;黃小青;楊義;蔣杉平;鄧玉蓮;吳飚;黃麗霖
• 申請（專利權）人: 廣西綠色水泥產業工程院有限公司
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C04B40/02;C04B111/20
• 代理公司: 南寧啟創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45122
• 代理人: 經國富

本發明公開一種含氧化石墨烯的高抗蝕低熱水泥材料及其制備方法，屬于建筑材料技術領域。本發明的含氧化石墨烯的高抗蝕低熱水泥材料由以下重量百分比的組分組成：高貝利特水泥22.5?23.0％、標準砂67.6?68.5％、聚羧酸減水劑0.5?0.6％、氧化石墨烯分散液0.72?1.2％，余量為水；制備方法為將原料攪拌混合、成型和養護，得到的含氧化石墨烯的高抗蝕低熱水泥材料具有水化熱低、強度高、抗蝕性好的優點，可適用于大體積混凝土工程及受硫酸鹽等鹽類腐蝕的海港及水利、地下、隧道、引水、道路和橋梁等基礎工程中，制備工藝簡單，成本可控制，有較好的發展前景，適合推廣應用。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種含氧化石墨烯的高抗蝕低熱水泥材料及其制備方法。

背景技術

目前由中國建筑材料科學研究院研發的高貝利特水泥具有低水化熱、環保，耐久性好等優點。與傳統硅酸鹽水泥相比，將它應用到大體積混凝土工程中可減少堿-骨集料反應、溫度應力等問題所引起的混凝土開裂的風險。但由于高貝利特水泥的主要成分硅酸二鈣水化的反應速度較慢，放熱量低，生成的水化硅酸鈣凝膠較少，因此導致水泥強度較低，使它在實際工程中的應用受到了限制。因此，尋找一種方法既能維持高貝利特水泥的低水化熱，又能改善它的強度、抗蝕性等性能是至關重要的，這將對其產業化具有促進作用。

氧化石墨烯是一種由碳原子單層排列而成且具有二維平面蜂窩狀晶格結構的碳納米材料，其基面、邊緣上含有豐富的含氧官能團，如基面的環氧基和羥基，邊緣的羧基和羰基。這些含氧官能團使氧化石墨烯具有良好的親水性和表面活性，也就是說氧化石墨烯可以均勻地分散在水溶液中，并以溶液的方式摻入到水泥材料中，有效地發揮它的作用。目前的研究成果表明，對于普通硅酸鹽水泥材料，氧化石墨烯可提高其抗折強度30％-110％，抗壓強度 35％左右。這說明它有優良的增韌效果。而在特種水泥方面，氧化石墨烯對其性能方面的研究較少，由于高貝利特水泥和硅酸鹽水泥的礦物含量占比存在一定的差異，導致兩種水泥的性能、用途等也會有所不同，因此，還需要進一步地研究氧化石墨烯對高貝利特水泥材料性能的影響，尤其是抗蝕性能，以求制備出一種早期強度高、低水化熱、高抗蝕性的水泥材料。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種含氧化石墨烯的高抗蝕低熱水泥材料及其制備方法，本發明的含氧化石墨烯的高抗蝕低熱水泥材料由高貝利特水泥、標準砂、聚羧酸減水劑、氧化石墨烯分散液和水組成，制備方法為將原料攪拌混合、成型和養護，得到的含氧化石墨烯的高抗蝕低熱水泥材料既保持了高貝利特水泥的低水化熱的性能，又克服了其強度和抗腐蝕性的缺陷。

本發明的技術方案如下：

一種含氧化石墨烯的高抗蝕低熱水泥材料，所述含氧化石墨烯的高抗蝕低熱水泥材料由以下重量百分比的組分組成：高貝利特水泥22.5-23.0％、標準砂67.6-68.5％、聚羧酸減水劑 0.5-0.6％、氧化石墨烯分散液0.72-1.2％，余量為水；

所述高貝利特水泥的化學組分為：SiO₂23％，CaO60％，Al₂O₃3.0％，Fe₂O₃4.5％， SO₃2.3％，MgO3.4％。

作為技術方案的優選，所述含氧化石墨烯的高抗蝕低熱水泥材料由以下重量百分比的組分組成：高貝利特水泥22.7％、標準砂68.0％、聚羧酸減水劑0.55％、氧化石墨烯分散液0.96％，余量為水。

作為技術方案的優選，所述標準砂為SiO₂的含量不低于98％的天然圓形硅質砂。

作為技術方案的優選，所述聚羧酸減水劑的固含量為7.2-15.6％，減水率為15-20％；作為技術方案的進一步優選，所述聚羧酸減水劑的固含量為8％，減水率為17％。