CN108546024A - 一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水泥砂浆制品的技术领域，提供了一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆及制备方法。该方法通过将石墨烯负载于膨润土粉的层间，然后与水泥、砂子、粗骨料、水、减水剂混合制成水泥砂浆，并喷淋阳离子聚电解质溶液，制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。与传统方法相比，本发明的制备的水泥砂浆，石墨烯在水泥砂浆中的分散性好，水泥砂浆制品的耐腐蚀性能和力学性能好，整体性能突出，可广泛用于建筑领域。

Description

一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆及制备方法
技术领域
本发明属于水泥砂浆制品的技术领域，提供了一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆及制备方法。
背景技术
水泥制品是量大而广的水泥深加工产品，由于其具有原材料来源广，耐腐蚀寿命长，维修费用低，节能环保等特点，已成为国民经济建设中不可或缺的重要建材产品。近年来，随着城市化的不断发展，大规模的城镇建设，给水泥制品行业发展带来机遇，而像水泥围栏，园林景观工程等等这些水泥艺术化产品也将广泛应用在建筑、水利、交通、园林绿化等工程建设中，因此，水泥制品已成为现代社会不可或缺的建筑材料。
水泥制品具有强度高，抗冲击性强、品种多，色彩丰富，适用范围广等优点，但其高能耗、易开裂、耐久性差等缺点影响了发展和应用，水泥制品必须向高性能发展，向减少用量、延长寿命、增加功能等方向努力，其中主要的方法是填加功能性外加剂。混凝土外加剂在工程中的应用越来越受到重视，外加剂的添加对改善混凝土的性能起到一定的作用，但外加剂的选用、添加方法及适应性将严重影响其发展。
目前国内外在水泥制品的制备技术，尤其是添加石墨烯及其衍生物等增强材料的水泥制品方面已取得了一定成效。其中袁琪琛等人发明了一种石墨烯/水泥砂浆复合材料及其制备方法（中国发明专利申请号201710292448.9），此发明包括石墨烯类材料和砂石的复合材料、水泥和水，此发明改变了石墨烯类材料的添加方式，首先将石墨烯类材料和砂石复合，得到石墨烯和砂石的复合材料，然后将处理后的石墨烯和砂石的复合颗粒与水泥组合成水泥砂浆，得到石墨烯类材料/水泥砂浆复合材料，能够很好地解决石墨烯类材料分散问题，保证其优良性能的完美发挥，而且不需要加入其它助剂，减少了杂质的引入，从根本上解决了柔性石墨烯类材料在水泥体系中混合不均匀的弊病，能够保证石墨烯的均匀分散，同时将石墨烯类材料和砂石复合，可以保证石墨烯类材料的平铺状态减少褶皱，更好地发挥其性能。另外，敖翔发明了一种石墨烯改性混凝土及其制造方法（中国发明专利申请号201710459875.1），原料组分包括：水泥：5~20份；粗砂：25~40份；石子：35~48份；水：10份；石墨烯：0.05~0.15份；减水剂：5~15份；该发明石墨烯改性混凝土具有制造工艺简单、成本低、完全凝固时间短等特点；该发明公开的石墨烯改性混凝土相对普通混凝土能够抵抗强度更强外力，完全凝固的时间可以由普通混凝土完全凝固需要28天缩短为10天，还可以减少25％用量。
可见，现有技术中的添加石墨烯及其衍生物的水泥制品，因石墨烯及衍生物极易团聚，得到的石墨烯/水泥砂浆复合材料存在力学性能差、耐腐蚀性能等缺点，成为制约石墨烯在水泥制品领域研究和应用的主要障碍。
发明内容
针对这种情况，我们提出一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆及制备方法，显著改善了石墨烯在水泥砂浆内的分散性，制得的水泥制品耐腐蚀性强，力学性能好。
为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：
一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆的制备方法，通过将石墨烯负载于膨润土粉的层间，然后与水泥、砂子、粗骨料、水、减水剂混合制成水泥砂浆，并喷淋阳离子聚电解质溶液及养护，制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆，制备的具体步骤如下：
（1）将膨润土粉与石墨烯加入高速混合机中，通过混合使石墨烯负载于膨润土粉的层间；
（2）将负载石墨烯的膨润土粉与水泥、砂子、粗骨料、水、减水剂混合，搅拌，水分子进入膨润土的晶胞层间发生膨胀进行发泡，得到初步的水泥砂浆；
（3）向步骤（2）得到的水泥砂浆喷淋阳离子聚电解质溶液，因膨润土晶层平面带负电使得膨润土粉的颗粒表面自发吸附阳离子聚电解质，形成三维结构的复合层；即可制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。
优选的，所述水泥砂浆中，各原料的重量份为，膨润土粉4~6重量份、石墨烯2~4重量份、水泥22~24重量份、砂子20~22重量份、粗骨料28~41重量份、水10~14重量份、减水剂1~2重量份。
优选的，步骤（2）所述砂子为天然砂或人工砂，粒径为2~4.5mm。
优选的，步骤（2）所述粗骨料为卵石或碎石，粒径为5~7mm。
优选的，步骤（2）所述减水剂为木质素磺酸盐、萘磺酸盐、氨基磺酸盐中的至少一种。
优选的，步骤（3）所述阳离子聚电解质溶液为聚乙烯亚胺溶液、聚乙烯吡啶溶液中的至少一种。溶液质量浓度为5%。
优选的，步骤（3）所述各原料的重量份为，水泥砂浆80~90重量份、阳离子聚电解质溶液10~20重量份。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。
该方法通过将石墨烯负载于膨润土粉的层间，然后与水泥、砂子、粗骨料、水、减水剂混合制成水泥砂浆，并喷淋阳离子聚电解质溶液，制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。与传统方法相比，本发明利用矿物发泡剂负载石墨烯，加水配合使矿物发泡材料颗粒表面的负电性导致颗粒相互排斥，能均匀分散在水泥砂浆内部，在初步的水泥砂浆中不易团聚；其次加入阳离子聚电解质后通过静电作用在膨润土表面形成三维结构复合层，对石墨烯起到保护作用，可显著提升水泥砂浆的耐腐蚀性能和力学性能。制备的水泥砂浆制品的耐腐蚀性能和力学性能好，整体性能突出，可广泛用于建筑领域。
本发明提供了一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.本发明制备的水泥砂浆制品，性能突出，可广泛用于建筑领域。
2.本发明的制备方法，利用矿物发泡剂负载石墨烯，加水配合使矿物发泡材料颗粒表面的负电性导致颗粒相互排斥，使得石墨烯在水泥砂浆中的分散性好，对水泥砂浆制品的增强性能明显。
3.本发明的制备方法，通过加入阳离子聚电解质后，利用静电作用在膨润土表面形成三维结构复合层，对石墨烯起到保护作用，可显著提升水泥砂浆制品的耐腐蚀性能和力学性能。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
将膨润土粉与石墨烯加入高速混合机中，通过混合使石墨烯负载于膨润土粉的层间；取5kg负载3kg石墨烯的膨润土粉与23kg水泥、21kg平均粒径为3mm的天然砂、34kg粒径为6mm的卵石、13kg水、1kg木质素磺酸盐混合，搅拌，得到初步的水泥砂浆；然后向86kg水泥砂浆喷淋14kg质量浓度为5%的聚乙烯亚胺溶液，形成三维结构的复合层；将物料搅拌均匀，置于试模中，放入养护室，在温度为21℃、相对湿度为97%下养护时间为29d，即可制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。
测试方法：
将本发明的水泥砂浆制品制成边长为15cm的标准立方体试件。
（1）抗压强度及耐腐蚀性能测试：
将水泥砂浆制品试件取出洗净在干燥箱中75℃条件下烘16小时，采用混凝土抗压强度试验机测试水泥制品试件的初始抗压强度，然后将一组（6个）试件浸泡于用NaCl、NaNO3、NH4Cl和MgSO4药剂配制的浓度5%的盐溶液中，pH值=7；将另一组（6个）时间浸泡于浓度为5%的HCl溶液中；分别于3个月及6个月时将试件取出，烘干后测试抗压强度，计算平均值。
所得数据如表1所示。
实施例2
将膨润土粉与石墨烯加入高速混合机中，通过混合使石墨烯负载于膨润土粉的层间；取4kg负载2kg石墨烯的膨润土粉与22kg水泥、20kg平均粒径为2mm的人工砂、41kg粒径为5mm的碎石、10kg水、1kg萘磺酸盐混合，搅拌，得到初步的水泥砂浆；然后向80kg水泥砂浆喷淋20kg质量浓度为5%的聚乙烯吡啶溶液，形成三维结构的复合层；将物料搅拌均匀，置于试模中，放入养护室，在温度为18℃、相对湿度为95%下养护时间为30d，即可制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
实施例3
将膨润土粉与石墨烯加入高速混合机中，通过混合使石墨烯负载于膨润土粉的层间；取4kg负载3kg石墨烯的膨润土粉与23kg水泥、20kg平均粒径为2.5mm的人工砂、38kg粒径为5mm的卵石、11kg水、1kg氨基磺酸盐混合，搅拌，得到初步的水泥砂浆；然后向82kg水泥砂浆喷淋18kg质量浓度为5%的聚乙烯亚胺溶液，形成三维结构的复合层；将物料搅拌均匀，置于试模中，放入养护室，在温度为19℃、相对湿度为96%下养护时间为30d，即可制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
实施例4
将膨润土粉与石墨烯加入高速混合机中，通过混合使石墨烯负载于膨润土粉的层间；取6kg负载4kg石墨烯的膨润土粉与24kg水泥、22kg平均粒径为4.5mm的天然砂、28kg粒径为7mm的碎石、14kg水、2kg木质素磺酸盐混合，搅拌，得到初步的水泥砂浆；然后向90kg水泥砂浆喷淋10kg聚乙烯吡啶溶液，形成三维结构的复合层；将物料搅拌均匀，置于试模中，放入养护室，在温度为22℃、相对湿度为98%下养护时间为28d，即可制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
实施例5
将膨润土粉与石墨烯加入高速混合机中，通过混合使石墨烯负载于膨润土粉的层间；取6kg负载3kg石墨烯的膨润土粉与23kg水泥、22kg平均粒径为4mm的天然砂、31kg粒径为7mm的卵石、13kg水、2kg萘磺酸盐混合，搅拌，得到初步的水泥砂浆；然后向87kg水泥砂浆喷淋13kg质量浓度为5%的聚乙烯亚胺溶液，形成三维结构的复合层；将物料搅拌均匀，置于试模中，放入养护室，在温度为21℃、相对湿度为97%下养护时间为28d，即可制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
实施例6
将膨润土粉与石墨烯加入高速混合机中，通过混合使石墨烯负载于膨润土粉的层间；取5kg负载3kg石墨烯的膨润土粉与23kg水泥、21kg平均粒径为4mm的人工砂、34kg粒径为6mm的碎石、12kg水、2kg氨基磺酸盐混合，搅拌，得到初步的水泥砂浆；然后向85kg水泥砂浆喷淋15kg质量浓度为5%的聚乙烯吡啶溶液，形成三维结构的复合层；将物料搅拌均匀，置于试模中，放入养护室，在温度为20℃、相对湿度为96%下养护时间为29d，即可制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
对比例1
水泥砂浆制品制备过程中，未采用膨润土粉负载石墨烯，其他制备条件与实施例6一致。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
对比例2
水泥砂浆制品制备过程中，未喷淋阳离子聚电解质溶液（聚乙烯吡啶溶液），其他制备条件与实施例6一致。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
表1：

Claims (8)

1.一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆的制备方法，其特征在于，通过将石墨烯负载于膨润土粉的层间，然后与水泥、砂子、粗骨料、水、减水剂混合制成水泥砂浆，并喷淋阳离子聚电解质溶液，制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆，制备的具体步骤如下：
（1）将膨润土粉与石墨烯加入高速混合机中，通过混合使石墨烯负载于膨润土粉的层间；
（2）将负载石墨烯的膨润土粉与水泥、砂子、粗骨料、水、减水剂混合，搅拌，水分子进入膨润土的晶胞层间发生膨胀进行发泡，得到初步的水泥砂浆；
（3）向步骤（2）得到的水泥砂浆喷淋阳离子聚电解质溶液，因膨润土晶层平面带负电使得膨润土粉的颗粒表面自发吸附阳离子聚电解质，形成三维结构的复合层；制得耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。
2.根据权利要求1所述一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述水泥砂浆中，各原料的重量份为，膨润土粉4~6重量份、石墨烯2~4重量份、水泥22~24重量份、砂子20~22重量份、粗骨料28~41重量份、水10~14重量份、减水剂1~2重量份。
3.根据权利要求1所述一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述砂子为天然砂或人工砂，粒径为2~4.5mm。
4.根据权利要求1所述一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述粗骨料为卵石或碎石，粒径为5~7mm。
5.根据权利要求1所述一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述减水剂为木质素磺酸盐、萘磺酸盐、氨基磺酸盐中的至少一种。
6.根据权利要求1所述一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述阳离子聚电解质溶液为聚乙烯亚胺溶液、聚乙烯吡啶溶液中的至少一种;溶液质量浓度为5%。
7.根据权利要求1所述一种耐腐蚀石墨烯水泥砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述各原料的重量份为，水泥砂浆80~90重量份、阳离子聚电解质溶液10~20重量份。
8.权利要求1~7任一项所述制备方法制备得到的耐腐蚀石墨烯水泥砂浆。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110509428A (zh) * 2019-07-16 2019-11-29 济南大学 一种石墨烯/水泥基材料的制备方法及分散装置和应用
CN112794318A (zh) * 2021-01-28 2021-05-14 中国科学院生态环境研究中心 基于三维石墨烯材料的管道内衬及其制备方法和应用
CN114455917A (zh) * 2022-02-28 2022-05-10 北京华阳众信建材有限公司 一种耐腐蚀砂浆及其制备方法
CN117550845A (zh) * 2024-01-11 2024-02-13 太原理工大学 高介电常数水溶性rGO水泥基复合材料的制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110509428A (zh) * 2019-07-16 2019-11-29 济南大学 一种石墨烯/水泥基材料的制备方法及分散装置和应用
CN112794318A (zh) * 2021-01-28 2021-05-14 中国科学院生态环境研究中心 基于三维石墨烯材料的管道内衬及其制备方法和应用
CN114455917A (zh) * 2022-02-28 2022-05-10 北京华阳众信建材有限公司 一种耐腐蚀砂浆及其制备方法
CN117550845A (zh) * 2024-01-11 2024-02-13 太原理工大学 高介电常数水溶性rGO水泥基复合材料的制备方法
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