[發明專利]氧化石墨烯增強固廢混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 202110682328.6
• 申請日: 2021-06-20
• 公開（公告）號: CN113277820A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 安宇坤;牛福生;張廣田;張晉霞;于曉東;梁銀英;陳穩;何勝韜
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B18/16;C04B14/02;C01B32/198
• 代理公司: 石家莊德皓專利代理事務所(普通合伙) 13129
• 代理人: 王夢幻

本發明涉及一種氧化石墨烯增強固廢混凝土及其制備方法，混凝土按重量份數計包括：全固廢膠凝材料1000份，氧化石墨烯材料0.09?1.12份，集料1200?1400份，減水劑500?700份，拌合自來水150?250份；其中，集料包括質量比為30%的再生細骨料和70%的標準砂；所述全固廢凝膠材料的原料按質量份由以下配比組成：鋼渣28?33份，礦渣55?60份，脫硫石膏12份。本發明提供的氧化石墨烯增強固廢混凝土機械強度高，制備方法滿足實際材料再生利用的需求，且制備方法簡單易行，廢物重復利用率高，成本低，節能環保，經久耐用，易于推廣使用。

技術領域

本發明涉及固廢處理及資源化利用、建筑材料技術領域，尤其涉及一種氧化石墨烯增強固廢混凝土及其制備方法。

背景技術

由于混凝土具有原料豐富、價格低廉、生產工藝簡單等特點，其成為當代建筑領域最為重要的材料之一，對混凝土的使用需求逐日遞增然而，傳統方法制備的混凝土，水泥和硅灰用量大，成本高。然而，隨著現代工程技術的發展，這些混凝土材料必須表現出增強的耐久性和機械性能，才能適合未來新興的結構應用。

當前，隨著我國工業的發展，煉鋼轉爐或電爐排放的大宗類工業廢渣、生產生鐵過程中產生的礦渣、以及舊建筑物的拆遷和房屋改造產生的建筑垃圾，都沒有有效回收利用，資源浪費嚴重。

因此，利用上述固廢進行制得符合現代要求的混凝土，是目前亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氧化石墨烯增強固廢混凝土及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：

一種氧化石墨烯增強固廢混凝土，按重量份數計，其包括：全固廢膠凝材料1000份，氧化石墨烯材料0.09-1.12份，集料1200-1400份，減水劑500-700份，拌合自來水150-250份；

其中，集料包括質量比為30%的再生細骨料和70%的標準砂；

所述全固廢凝膠材料的原料按質量份由以下配比組成：鋼渣28-33份，礦渣55-60份，脫硫石膏12份。

作為本發明的進一步改進，所述鋼渣的比表面積為560 m²/kg，所述礦渣的比表面積為580 m²/kg，所述脫硫石膏的比表面積為640 m²/kg。

作為本發明的進一步改進，所述礦渣為高爐水淬礦渣，比表面積362.4 m²/kg。

作為本發明的進一步改進，所述氧化石墨烯的層數為1～10層，所述氧化石墨烯的單層厚度為0.3～1.5nm，且單片所述氧化石墨烯的長度為10～35μm。

作為本發明的進一步改進，所述再生細骨料按質量份由以下配比組成：廢棄混凝土65份、瓦片17份，沙10份，木頭2份。

作為本發明的進一步改進，所述減水劑為聚羧酸類高性能減水劑，其固含量為40%，減水率在40%以上，塌落度1h經時變化量≤80mm。

作為本發明的進一步改進，所述方法包括：

（1）將氧化石墨烯加入至拌合自來水中后放置于超聲波儀中超聲波處理30min，使得氧化石墨烯分散，制備濃度為5mg/mL的氧化石墨烯溶液；

（2）將減水劑溶解于剩余的拌合自來水中攪拌形成混合均勻的溶液；

（3）分別將鋼渣、礦渣和脫硫石膏研磨至比表面積為560 m²/kg、580 m²/kg、640m²/kg，得到鋼渣粉、礦渣粉和脫硫石膏粉；

（4）將鋼渣粉、脫硫石膏粉、礦渣粉、標準砂、再生細骨料在攪拌鍋干拌混合形成粉料，加入由步驟（2）得到的溶液攪拌1h后，將氧化石墨烯溶液加入至攪拌鍋中，攪拌0.5h，置于20℃的溫度條件下3h得到漿體；