本發(fā)明涉及一種抗?jié)B材料,特別涉及了一種含有石墨烯的抗?jié)B劑,屬于建筑輔助材料領(lǐng)域。該抗?jié)B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?jié)B的混凝土結(jié)構(gòu)。本抗?jié)B劑也可以用于防水水泥砂漿領(lǐng)域,用于建筑物表面或內(nèi)部抗?jié)B、防水。
背景技術(shù):
建筑工程中的抗?jié)B歷來是一個受到廣泛關(guān)注的問題,隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展,對現(xiàn)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?jié)B,以及屋頂、樓面等的防水補漏方面,人們研制了各種抗?jié)B添加劑、防水劑及防水涂料。這些材料雖然能起到抗?jié)B防水的作用,但都存在一定的問題。
對于混凝土結(jié)構(gòu),國內(nèi)外目前提高抗?jié)B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(chǎn)生適應(yīng)性不良的情況,給施工以及工程質(zhì)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(chǎn)生膨脹的本質(zhì)是混凝土內(nèi)的自由水轉(zhuǎn)變成固體的結(jié)晶水,所以產(chǎn)生體積膨脹需要環(huán)境不斷提供液態(tài)水,如不能及時提供液態(tài)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(chǎn)生自干縮,因此有時不僅不會發(fā)生膨脹反而會造成混凝土內(nèi)因體積膨脹收縮導(dǎo)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?jié)B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?jié)B防水的方法還有傳統(tǒng)的瀝青補漏方法和在建筑物表面涂刷防水涂料。傳統(tǒng)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(huán)境中存在耐老化性差的缺點。
中國發(fā)明專利(公開號cn105819733b)公開了一種混凝土抗裂抗?jié)B專用添加劑,該發(fā)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(zhì)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?jié)B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?jié)B性。該發(fā)明專利添加劑配方以及作用機理與本發(fā)明專利完全不同,且該發(fā)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(fù)雜,不適用于工業(yè)生產(chǎn)。
文獻《improvementinconcreteresistanceagainstwaterandchlorideingressbyaddinggraphenenanoplatele》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(jié)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(yù)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(fù)合材料中的實際應(yīng)用。
當前,混凝土等建筑材料存在的抗?jié)B性差的問題,是國內(nèi)外材料界長期關(guān)注的重要問題之一,相關(guān)工作仍需加強。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于針對上述技術(shù)缺陷,提供一種抗?jié)B能力強、有效時間長、使用方便的石墨烯抗?jié)B劑;
本發(fā)明的另一目的是提供上述石墨烯抗?jié)B劑的制備方法;
本發(fā)明的另一目的是提供上述石墨烯抗?jié)B劑的應(yīng)用方法,應(yīng)用更方便。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來具體實現(xiàn):
一種石墨烯抗?jié)B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a4~10份,上述各組分的總量為100份。
作為優(yōu)選方案,上述的石墨烯抗?jié)B劑,按重量份計,包括:
石墨烯6~9份、醇胺化合物12~20份、礦物摻合料55~70份、石膏7~10份、組分a4.5~9份,上述各組分的總量為100份。
作為最佳方案,上述的石墨烯抗?jié)B劑,按重量份計,包括:
石墨烯8份、醇胺化合物14份、礦物摻合料65份、石膏8份,組分a5份,上述各組分的總量為100份。
本發(fā)明的一個方面,所述醇胺化合物為三乙醇胺與二乙醇胺、二乙醇單異丙醇胺中一種或兩種的組合,優(yōu)選為三乙醇胺。
本發(fā)明的一個方面,所述礦物摻合料為粉煤灰、硅粉、超細礦渣微粉中的兩種或兩種以上的組合,優(yōu)選為粉煤灰、硅粉、超細礦渣微粉按3:2:1.5的質(zhì)量比的混合。
優(yōu)選地,所述粉煤灰為i級粉煤灰和/或ii級粉煤灰;進一步優(yōu)選地,所述粉煤灰為i級粉煤灰和ii級粉煤灰按(1~10):1的質(zhì)量比的混合;更進一步優(yōu)選地,所述粉煤灰為i級粉煤灰和ii級粉煤灰按5:1的質(zhì)量比的混合。
優(yōu)選地,所述硅粉的細度規(guī)格為12500~2000目,其中細度小于1μm(12500目)的硅粉占60%以上。
優(yōu)選的,所述超細礦渣微粉的比表面積為350~420m2/kg。
優(yōu)選地,所述石膏中含有50wt%以上的b型半水石膏。
進一步優(yōu)選地,所述石膏按如下方法制得:
所述石膏為天然石膏在107℃~170℃的溫度下煅燒而成的熟石膏,再研磨成的白色粉狀物。
本發(fā)明的一個方面,所述組分a為硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚羧酸鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉中的一種或兩種以上,優(yōu)選硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉按4:1的質(zhì)量比的混合。
一種石墨烯抗?jié)B劑的制備方法,采用上述的各組分物料的配比關(guān)系,
制備石墨烯/醇胺類化合物的混合漿料:向石墨烯的水性懸浮液中加入醇胺類化合物,得混合漿料;對混合漿料研磨,得到分散均勻的石墨烯/醇胺類化合物的混合漿料。
干法球磨礦物摻合料和石膏的混合料,得到混合粉末a;
噴灑混料:將石墨烯/醇胺類化合物的混合漿料均勻噴灑到混合粉末a中,得到均勻分散有石墨烯的混合粉末b;
將組分a與混合粉末b混合均勻,即得到本發(fā)明所述的石墨烯抗?jié)B劑。
上述方法的一個方面,所述石墨烯的水性懸浮液中石墨烯:水的重量比例為1:(50~150),優(yōu)選1:125。
上述方法的一個方面,所述研磨采用砂磨分散機中研磨1-2小時,轉(zhuǎn)速為1500rpm-3000rpm;優(yōu)選地,在轉(zhuǎn)速2000rpm的砂磨分散機中研磨1小時。
上述方法的一個方面,所述反應(yīng)條件為:混合漿料在45℃~60℃、轉(zhuǎn)速為500rpm-1000rpm的攪拌條件下,反應(yīng)0.5~1小時;優(yōu)選地,混合漿料在45℃、轉(zhuǎn)速為600rpm的攪拌條件下,反應(yīng)45分鐘。
上述方法的一個方面,所述噴灑混料中,所述混合漿料的物料溫度保持在100℃~120℃。
優(yōu)選地,具體工藝為:將混合漿料置于具有加熱噴霧功能的容器中,加熱溫度為100℃~120℃,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
上述方法的一個方面,所述組分a與混合粉末b混合的過程在強制式攪拌機中攪拌混合5-20分鐘。
上述的石墨烯抗?jié)B劑在混凝土中的應(yīng)用,在混凝土中添加石墨烯抗?jié)B劑,優(yōu)選地,所述石墨烯抗?jié)B劑在混凝土中的添加量為混凝土中水泥組分重量的3%-10%。
上述的石墨烯抗?jié)B劑在水泥砂漿中的應(yīng)用,在要配制的砂漿中摻入水泥重量2%-6%的本發(fā)明抗?jié)B劑,再按照防水水泥砂漿的常規(guī)工藝施工養(yǎng)護即可。
本發(fā)明可以用于抗?jié)B混凝土的施工,也可以制成抗?jié)B防水水泥砂漿,其常規(guī)使用方法為:
本發(fā)明用于抗?jié)B混凝土領(lǐng)域,具體的施工工藝為,在混凝土的攪拌過程中,摻入水泥重量5%-10%的本發(fā)明抗?jié)B劑,再按混凝土的常規(guī)工藝施工即可;
抗?jié)B防水砂漿施工:在要配制的砂漿中摻入水泥重量2%-6%的本發(fā)明抗?jié)B劑,再按照防水砂漿的常規(guī)工藝施工養(yǎng)護即可。
本發(fā)明的一個特點是利用石墨烯獨特的二維片層結(jié)構(gòu)、超大的比表面積、超高的強度和柔韌性,首先通過表面改性將石墨烯與有機物結(jié)合,可以借助螯合作用阻擋外界水分進入到混凝土基體內(nèi)部。同時,利用本發(fā)明所述的方法,將石墨烯添加到水泥基材料中,可使石墨烯在水泥基材料中形成均勻分散相,解決石墨烯直接添加在混凝土材料中難分散的問題。
本發(fā)明的第二個特點是利用石墨烯與無機礦物摻和料的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,石墨烯為獨特的二維片層結(jié)構(gòu),而無機礦物摻合料為球形或類似球形的結(jié)構(gòu),利用各自的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,石墨烯和無機礦物摻合料可以在水泥或混凝土基體中形成合理的級配,具有結(jié)構(gòu)上的協(xié)同作用,可以有效改善混凝土材料內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu),使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實,減少水分的滲入。
本發(fā)明的第三個特點是在提高水泥基材料抗?jié)B性的同時,也提高了水泥基材料的強度?;炷量?jié)B在于防止混凝土中微裂縫的產(chǎn)生,混凝土的裂縫是必然存在且不可避免的,一旦混凝土裂縫在其使用過程中的應(yīng)力作用下擴大,會引起強度損失,抗?jié)B性能就會下降,抗?jié)B性可參見表1。將石墨烯添加到水泥基材料中,也能夠顯著提高水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能(參見表1),石墨烯對于水泥基復(fù)合材料的增強主要體現(xiàn)為“橋聯(lián)效應(yīng)”和”拔出效應(yīng)”,當水泥砂漿受外力作用產(chǎn)生微裂紋時,石墨烯納米片的橋聯(lián)作用可以阻止微裂紋擴展,從而阻止了外力的進一步破壞,提高強度的同時也提高了水泥基材料的抗?jié)B性。當石墨烯納米片在外力作用下從基體中拔出時,會因界面摩擦而消耗外界負載的能量,有效地分擔了各個方向的應(yīng)力,從而能有效提高水泥基復(fù)合材料的強度和韌性。
以上三方面的綜合作用,可使水泥基材料具有致密的結(jié)構(gòu),在改善水泥基材料抗?jié)B性能的同時,表現(xiàn)出較好的力學(xué)性能。
本發(fā)明提供的石墨烯抗?jié)B劑的應(yīng)用,將本發(fā)明石墨烯抗?jié)B劑摻入混凝土中,抗?jié)B劑可以和混凝土中的某些組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),改變混凝土膠凝材料水化產(chǎn)物的晶體形貌,改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu),使混凝土形成一個密實體系,可以有效提高混凝土的抗?jié)B性能、力學(xué)性能和耐久性。將本發(fā)明石墨烯抗?jié)B劑摻入建筑砂漿中,能夠提高建筑砂漿的抗?jié)B、防水性能以及力學(xué)強度。
本發(fā)明可以達到以下有益效果:
1、本發(fā)明中的石墨烯抗?jié)B劑,其具有可變結(jié)構(gòu)參數(shù),可以根據(jù)混凝土的抗?jié)B等級調(diào)整各組分的添加比例,利用石墨烯和礦物摻合料的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,以及石墨烯與有機物的結(jié)合,可以產(chǎn)生許多新的物理化學(xué)性能,能夠從混凝土的結(jié)構(gòu)本體上來提高抗?jié)B性能,可以更好的實現(xiàn)填充材料的優(yōu)勢互補。
2、本發(fā)明中的石墨烯抗?jié)B劑,通過選擇合適的原料,控制各原料的含量,使各原料優(yōu)勢協(xié)同促進,在提高水泥基材料抗?jié)B性的同時,還能夠顯著提高水泥基材料的強度和耐久性。
3、與有機防滲助劑或高分子涂料相比,本發(fā)明不會受環(huán)境因素影響,無老化現(xiàn)象。
4、本發(fā)明可以與混凝土的其他添加劑配合使用,無適應(yīng)性不良的情況。
5、本發(fā)明所述的石墨烯抗?jié)B劑無毒、無害,制備工藝簡單,使用方便。
具體實施方式
以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明,應(yīng)當理解,此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
實施例1:
(1)秤取5g石墨烯和250g水,攪拌均勻后,向該石墨烯水性懸浮液中加入15g三乙醇胺,攪拌均勻,得到石墨烯與水及三乙醇胺的混合漿料。然后,將上述混合漿料在轉(zhuǎn)速1500rpm的砂磨分散機中研磨1小時。研磨完成后,再將上述混合漿料在45℃,轉(zhuǎn)速為500rpm的條件下,反應(yīng)50分鐘,反應(yīng)完成后,即得到石墨烯/三乙醇胺的混合漿料。
(2)將40g粉煤灰(30gi級粉煤灰、10gii級粉煤灰)、30g硅粉(18g12500目硅粉,12g5000目硅粉)、6g石膏(120℃的溫度下煅燒)在球磨機干法混合均勻,得到混合粉末。
(3)將步驟(1)中所得混合漿料置于100℃的加熱噴霧干燥器中,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
(4)將6g硫酸鈉、3g十二烷基苯磺酸鈉與步驟(3)中最終得到的混合粉末置于強制式攪拌機中攪拌混合均勻,得到石墨烯抗?jié)B劑b1。
實施例2:
(1)秤取10g石墨烯和1000g水,攪拌均勻后,向該石墨烯水性懸浮液中加入13g三乙醇胺和10g二乙醇胺,攪拌均勻,得到石墨烯混合漿料。然后,將上述混合漿料在轉(zhuǎn)速1800rpm的砂磨分散機中研磨1.5小時。研磨完成后,再將上述混合漿料在50℃,轉(zhuǎn)速為800rpm的條件下,反應(yīng)45分鐘,反應(yīng)完成后,即得到石墨烯/三乙醇胺/二乙醇胺的混合漿料。
(2)將30g粉煤灰(15gi級粉煤灰、15gii級粉煤灰)、10g超細礦渣微粉、8g石膏(130℃的溫度下煅燒)在球磨機干法混合均勻,得到混合粉末。
(3)將步驟(1)中所得混合漿料置于115℃的加熱噴霧干燥器中,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
(4)將3g硫酸鈉、3g聚羧酸鈉、3g氫氧化鉀與步驟(3)中最終得到的混合粉末置于強制式攪拌機中攪拌混合均勻,得到石墨烯抗?jié)B劑b2。
實施例3
(1)秤取8g石墨烯和1100g水,攪拌均勻后,向該石墨烯水性懸浮液中加入15g三乙醇胺和10g二乙醇單異丙醇胺,攪拌均勻,得到石墨烯與水及醇胺的混合漿料。然后,將上述混合漿料在轉(zhuǎn)速2000rpm的砂磨分散機中研磨1小時。研磨完成后,再將上述混合漿料在50℃,轉(zhuǎn)速為900rpm的條件下,反應(yīng)60分鐘,反應(yīng)完成后,即得到石墨烯/醇胺的混合漿料。
(2)將25g粉煤灰(22gi級粉煤灰、3gii級粉煤灰)、20g硅粉(15g12500目硅粉,5g2000目硅粉)、10g超細礦渣微粉、7g石膏(150℃的溫度下煅燒)在球磨機干法混合均勻,得到混合粉末。
(3)將步驟(1)中所得混合漿料置于120℃的加熱噴霧干燥器中,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
(4)將2g氫氧化鈉、3g十二烷基苯磺酸鈉與步驟(3)中最終得到的混合粉末置于強制式攪拌機中攪拌混合均勻,得到石墨烯抗?jié)B劑b3。
實施例4
(1)秤取8g石墨烯和1000g水,攪拌均勻后,向該石墨烯水性懸浮液中加入14g三乙醇胺,攪拌均勻,得到石墨烯與三乙醇胺的混合漿料。然后,將上述混合漿料在轉(zhuǎn)速2000rpm的砂磨分散機中研磨2小時。研磨完成后,再將上述混合漿料在60℃,轉(zhuǎn)速為1000rpm的條件下,反應(yīng)60分鐘,反應(yīng)完成后,即得到石墨烯/三乙醇胺的混合漿料。
(2)將30g粉煤灰(25gi級粉煤灰、5gii級粉煤灰)、20g硅粉(15g12500目硅粉,5g2000目硅粉)、15g超細礦渣微粉、8g石膏(150℃的溫度下煅燒)在球磨機干法混合均勻,得到混合粉末。
(3)將步驟(1)中所得混合漿料置于120℃的加熱噴霧干燥器中,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
(4)將4g硫酸鈉、1g十二烷基苯磺酸鈉與步驟(3)中最終得到的混合粉末置于強制式攪拌機中攪拌混合均勻,得到石墨烯抗?jié)B劑b4。
實施例5
(1)秤取5g石墨烯和750g水,攪拌均勻后,向該石墨烯水性懸浮液中加入5g三乙醇胺和5g二乙醇胺,攪拌均勻,得到石墨烯與醇胺的混合漿料。然后,將上述混合漿料在轉(zhuǎn)速1500rpm的砂磨分散機中研磨1小時。研磨完成后,再將上述混合漿料在45℃,轉(zhuǎn)速為600rpm的條件下,反應(yīng)45分鐘,反應(yīng)完成后,即得到石墨烯/醇胺的混合漿料。
(2)將45g粉煤灰(40gi級粉煤灰、5gii級粉煤灰)、30g硅粉(28g12500目硅粉,2g5000目硅粉)、6g石膏(170℃的溫度下煅燒)在球磨機干法混合均勻,得到混合粉末。
(3)將步驟(1)中所得混合漿料置于120℃的加熱噴霧干燥器中,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
(4)將4g硫酸鈉與步驟(3)中最終得到的混合粉末置于強制式攪拌機中攪拌混合均勻,得到石墨烯抗?jié)B劑b5。
實施例6
(1)秤取10g石墨烯和1500g水,攪拌均勻后,向該石墨烯水性懸浮液中加入8g三乙醇胺和4g二乙醇胺,攪拌均勻,得到石墨烯與醇胺的混合漿料。然后,將上述混合漿料在轉(zhuǎn)速3000rpm的砂磨分散機中研磨2小時。研磨完成后,再將上述混合漿料在55℃,轉(zhuǎn)速為800rpm的條件下,反應(yīng)60分鐘,反應(yīng)完成后,即得到石墨烯/醇胺的混合漿料。
(2)將20g粉煤灰(10gi級粉煤灰、10gii級粉煤灰)、30g硅粉(20g12500目硅粉,5g3000目硅粉,5g2000目硅粉)、15g石膏(170℃的溫度下煅燒)在球磨機干法混合均勻,得到混合粉末。
(3)將步驟(1)中所得混合漿料置于120℃的加熱噴霧干燥器中,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
(4)將4g硫酸鈉與步驟(3)中最終得到的混合粉末置于強制式攪拌機中攪拌混合均勻,得到石墨烯抗?jié)B劑b6。
實施例7
(1)秤取8g石墨烯和500g水,攪拌均勻后,向該石墨烯水性懸浮液中加入8g三乙醇胺和7g二乙醇胺,攪拌均勻,得到石墨烯與醇胺的混合漿料。然后,將上述混合漿料在轉(zhuǎn)速2500rpm的砂磨分散機中研磨1.5小時。研磨完成后,再將上述混合漿料在50℃,轉(zhuǎn)速為900rpm的條件下,反應(yīng)50分鐘,反應(yīng)完成后,即得到石墨烯/醇胺的混合漿料。
(2)將37g粉煤灰(27gi級粉煤灰、10gii級粉煤灰)、20g超細礦渣微粉、10g石膏(150℃的溫度下煅燒)在球磨機干法混合均勻,得到混合粉末。
(3)將步驟(1)中所得混合漿料置于110℃的加熱噴霧干燥器中,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
(4)將6g硫酸鈉、2g聚羧酸鈉、2g氫氧化鉀與步驟(3)中最終得到的混合粉末置于強制式攪拌機中攪拌混合均勻,得到石墨烯抗?jié)B劑b7。
實施例8
(1)秤取6g石墨烯和900g水,攪拌均勻后,向該石墨烯水性懸浮液中加入6g三乙醇胺和6g二乙醇胺,攪拌均勻,得到石墨烯與醇胺的混合漿料。然后,將上述混合漿料在轉(zhuǎn)速2000rpm的砂磨分散機中研磨2小時。研磨完成后,再將上述混合漿料在60℃,轉(zhuǎn)速為1000rpm的條件下,反應(yīng)40分鐘,反應(yīng)完成后,即得到石墨烯/醇胺的混合漿料。
(2)將22g粉煤灰(20gi級粉煤灰、2gii級粉煤灰)、24g硅粉(20g12500目硅粉,4g2000目硅粉)、18g超細礦渣微粉、9g石膏(150℃的溫度下煅燒)在球磨機干法混合均勻,得到混合粉末。
(3)將步驟(1)中所得混合漿料置于110℃的加熱噴霧干燥器中,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
(4)將6g硫酸鈉、1g聚羧酸鈉、2g氫氧化鉀與步驟(3)中最終得到的混合粉末置于強制式攪拌機中攪拌混合均勻,得到石墨烯抗?jié)B劑b8。
實施例9
(1)秤取6g石墨烯和900g水,攪拌均勻后,向該石墨烯水性懸浮液中加入8g三乙醇胺和4.5g二乙醇胺,攪拌均勻,得到石墨烯與醇胺的混合漿料。然后,將上述混合漿料在轉(zhuǎn)速2600rpm的砂磨分散機中研磨1.5小時。研磨完成后,再將上述混合漿料在60℃,轉(zhuǎn)速為800rpm的條件下,反應(yīng)45分鐘,反應(yīng)完成后,即得到石墨烯/醇胺的混合漿料。
(2)將30g粉煤灰(18gi級粉煤灰、12gii級粉煤灰)、30g硅粉(26g12500目硅粉,4g5000目硅粉)、10g超細礦渣微粉、7g石膏(140℃的溫度下煅燒)在球磨機干法混合均勻,得到混合粉末。
(3)將步驟(1)中所得混合漿料置于110℃的加熱噴霧干燥器中,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
(4)將3g硫酸鈉、1.5g氫氧化鉀與步驟(3)中最終得到的混合粉末置于強制式攪拌機中攪拌混合均勻,得到石墨烯抗?jié)B劑b9。
實施例10
(1)秤取9g石墨烯和1350g水,攪拌均勻后,向該石墨烯水性懸浮液中加入10g三乙醇胺和10g二乙醇單異丙醇胺,攪拌均勻,得到石墨烯與醇胺的混合漿料。然后,將上述混合漿料在轉(zhuǎn)速2500rpm的砂磨分散機中研磨1.5小時。研磨完成后,再將上述混合漿料在60℃,轉(zhuǎn)速為900rpm的條件下,反應(yīng)55分鐘,反應(yīng)完成后,即得到石墨烯/醇胺的混合漿料。
(2)將30g粉煤灰(24gi級粉煤灰、6gii級粉煤灰)、25g超細礦渣微粉、10g石膏(140℃的溫度下煅燒)在球磨機干法混合均勻,得到混合粉末。
(3)將步驟(1)中所得混合漿料置于115℃的加熱噴霧干燥器中,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
(4)將3g硫酸鈉、3g氫氧化鉀與步驟(3)中最終得到的混合粉末置于強制式攪拌機中攪拌混合均勻,得到石墨烯抗?jié)B劑b10。
實施例11
(1)秤取7g石墨烯和700g水,攪拌均勻后,向該石墨烯水性懸浮液中加入15g三乙醇胺和3g二乙醇單異丙醇胺,攪拌均勻,得到石墨烯與醇胺的混合漿料。然后,將上述混合漿料在轉(zhuǎn)速2500rpm的砂磨分散機中研磨1.5小時。研磨完成后,再將上述混合漿料在45℃,轉(zhuǎn)速為900rpm的條件下,反應(yīng)50分鐘,反應(yīng)完成后,即得到石墨烯/醇胺的混合漿料。
(2)將39g粉煤灰(35gi級粉煤灰、4gii級粉煤灰)、20g超細礦渣微粉、8g石膏(140℃的溫度下煅燒)在球磨機干法混合均勻,得到混合粉末。
(3)將步驟(1)中所得混合漿料置于115℃的加熱噴霧干燥器中,將混合漿料均勻噴灑到步驟(2)所得的混合粉末中,得到石墨烯均勻分散的混合粉末。
(4)將5g硫酸鈉、4g聚羧酸鈉與步驟(3)中最終得到的混合粉末置于強制式攪拌機中攪拌混合均勻,得到石墨烯抗?jié)B劑b11。
將復(fù)配后得到的石墨烯混凝土抗蝕劑添加到混凝土中,混凝土原材料配比如下:水泥325kg/m3,5~31.5mm連續(xù)級配碎石1200kg/m3,中砂560kg/m3,減水劑4kg/m3,自來水155kg/m3。水泥:42.5級普通硅酸鹽水泥,南方水泥廠;減水劑:西卡tms-yj型聚羧酸高性能減水劑。石墨烯抗?jié)B劑的摻量為混凝土膠凝材料總質(zhì)量的6%。將按配合比配制的混凝土成型、標準條件下養(yǎng)護后,根據(jù)《gb/t50081-2002普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標準》測試混凝土的力學(xué)性能、根據(jù)《gb/t50082-2009普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》測試混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性能。
各實施例混凝土復(fù)合材料的力學(xué)性能和抗?jié)B性能測試結(jié)果如下表1所示。
表1混凝土復(fù)合材料的力學(xué)性能和抗硫酸鹽侵蝕性能測試結(jié)果
從上表力學(xué)性能測試結(jié)果分析可知,相對于添加石墨烯抗?jié)B劑的混凝土,添加石墨烯抗?jié)B劑的混凝土的抗壓強度、抗折強度、抗?jié)B性能都有大幅度提高。由實驗數(shù)據(jù)可見,添加6%的石墨烯抗?jié)B劑的混凝土復(fù)合材料,3天齡期和28天齡期抗壓強度可以提高7.58mpa、5.98mpa,3天齡期和28天齡期抗折強度分別提高1.07mpa、2.04mpa,且抗?jié)B等級均由p8提高到p10。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。