[發明專利]一種環保型氧化石墨烯超高性能混凝土及制備方法

在審

• 申請號: 202010097016.4
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111233399A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 吳玉友;邱文俊;羅旗幟;陳松;劉長江;鄭周練
• 申請（專利權）人: 佛山高途新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 朱繼超

本發明公開了一種環保型氧化石墨烯超高性能混凝土，其原料按質量份比例包括：膠凝材料1020.75－1038.00份、鋼纖維80－120份，還包括水、石英砂、氧化石墨烯和聚羧酸高性能減水劑粉劑，所述水與膠凝材料的質量比為0.18，所述石英砂與膠凝材料的質量比為1.1，所述聚羧酸高性能減水劑粉劑質量為膠凝材料質量的0.3％。本環保型氧化石墨烯超高性能混凝土通過摻入具有良好分散性的少量氧化石墨烯，提高了超高性能混凝土的折壓強度比和韌性，解決了現有超高性能混凝土的質量問題。

技術領域

本發明涉及混凝土生產技術領域，特別涉及一種環保型氧化石墨烯超高性能混凝土，以及制備混凝土的方法。

背景技術

超高性能混凝土具有非常突出的優點，如抗拉強度、抗折強度、抗壓強度高，抗氯離子滲透、抗混凝土碳化、抗凍融優異，構件尺寸小，自重低等。隨著我國基礎設施建設的高速發展，超高性能混凝土已逐步應用于橋梁、地鐵、高鐵等工程領域。

通常情況下，生產超高性能混凝土是采用蒸汽或蒸壓養護，以提高輔助性膠凝材料的活性，這使得生產工藝復雜，限制了超高性能混凝土的工程應用范圍。因此，通過改進材料組分與配合設計，發展標準養護條件下生產超高性能混凝土，具有十分常重要的工程價值。

近年，氧化石墨烯納米材料已被應用到超高性能混凝土的制備領域，并取得了良好的成果。這些氧化石墨烯是通過傳統化學氧化法制備獲得，傳統化學氧化法中，最常用的是基于Hummers法的的諸多改進方法，這些方法制備氧化石墨烯的特點是以濃硫酸和高錳酸鉀形成的液態復合氧化劑為基礎，配合其它氧化性物質(如硝酸鈉、過硫酸鈉、五氧化二磷等)來實現對石墨的氧化，在氧化的基礎上利用水解反應生成氧化石墨。主要缺陷是：(1)嚴重的環境污染風險，主要體現在：石墨的氧化過程需要同時消耗大量的濃硫酸和高錳酸鉀，石墨與兩種反應物質的典型比例分別為1：40和1：3；反應結束后又需要消耗大量的水將其從氧化石墨中洗脫，導致氧化石墨烯的制備通常伴隨著大量含酸及重金屬離子廢水的排放，其比例通常會達到1：1000以上。(2)由于雜質的存在，使得廢酸的回收利用成本高，這是導致氧化石墨烯價格較高的主要原因之一。除此以外，目前超高性能混凝土折壓比和韌性比較低。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種環保型氧化石墨烯超高性能混凝土，以解決現有技術中所存在的一個或多個技術問題，至少提供一種有益的選擇或創造條件。

一種環保型氧化石墨烯超高性能混凝土，其原料按質量份比例包括：膠凝材料1020.75－1038.00份、鋼纖維80－120份，還包括水、石英砂、氧化石墨烯和聚羧酸高性能減水劑粉劑，所述水與膠凝材料的質量比為0.18，所述石英砂與膠凝材料的質量比為1.1，所述聚羧酸高性能減水劑粉劑質量為膠凝材料質量的0.3％，所述膠凝材料由水泥680.50－692.00份、硅灰136.10－138.40份、粉煤灰68.05－69.20份、礦渣粉40.83－41.52份、石英粉95.27－96.88份組成，所述氧化石墨烯為水泥質量的0.01－0.03％。

進一步，所述石英砂包括過篩目數大于40且小于等于70的細石英砂283.15－287.93份，過篩目數大于20且小于等于40的中石英砂351.49－357.43份，過篩目數大于10且小于等于20目的粗石英砂488.18－496.43份。

進一步，所述水泥為普通硅酸鹽水泥；優選地，所述水泥牌號為P.O.42.5。

進一步，所述硅灰的平均粒徑0.1nm，且比表面積大于16m²/g。

進一步，所述粉煤灰為I級粉煤灰。

進一步，所述礦渣粉為S95級礦渣粉。

進一步，所述鋼纖維為鍍銅高強鋼纖維；優選地，所述鍍銅高強鋼纖維長12－16mm，直徑0.18－0.25mm，抗拉強度2800MPa以上。