CN116143474A - 水泥基复合浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及水泥复合材料技术领域，提供了一种水泥基复合浆料及其制备方法，包括如下重量份的组分：100～300份水泥，450～650份氧化石墨烯包覆的海砂，1～15份减水剂，50～250份水。本申请提供的水泥基复合浆料，氧化石墨烯包覆的海砂一方面能降低海砂表面的氯离子浸出，降低水泥基复合材料的氯离子浓度，另一方面因氧化石墨烯具有较大比表面积和表面含氧官能团，能为水化产物提供生长位点并起到模板作用，能促进水泥发生水化反应生成水化硅酸钙和弗里德尔盐，提升吸附氯离子的能力，从而进一步降低水泥基复合材料孔隙中游离氯离子含量，因此能防止氯离子破坏钢筋表面的钝化膜，改善水泥基复合材料的微观结构和延长服役寿命。
Description
技术领域
本申请属于水泥复合材料技术领域，尤其涉及一种水泥基复合浆料及其制备方法。
背景技术
对于沿海地区，许多岛屿远离大陆，如果所有的原材料都通过从陆运或者船运的方式运输，建设成本将会很高，而且建设周期会很长。如果可以充分利用海砂资源在当地生产混凝土，就地取材，可以减少原材料的长途运输，从而降低施工成本和工期。因此，海砂资源的有效利用对推进海洋经济发展具有重要意义。
然而，海砂表面含有大量的氯离子，当氯离子含量达到某一临界值时，氯离子将会破坏钢筋表面的钝化膜，导致钢筋受到侵蚀，从而造成钢筋混凝土结构的劣化与失效，降低其服役寿命，因此限制了海砂的实际应用。若能将海砂混凝土孔隙中的氯离子含量降低至规范要求以下，将有效解决海砂表面高氯离子浓度造成的耐久性问题。目前，主要通过海砂的淡化处理技术或纤维复合增强材料(FRP)来使海砂满足实际工程建设的要求。但是大量海砂的淡化处理或使用FRP筋材将大大增加工程建设成本，使海砂难以应用于实际工程中。
因此，有必要开发一种氯离子浸出少、力学性能好和服役寿命长的海砂水泥基复合材料。
发明内容
本申请的目的在于提供一种水泥基复合浆料及其制备方法，旨在解决现有的海砂水泥基复合材料存在氯离子浓度高容易造成钢筋混凝土结构劣化与失效的问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种水泥基复合浆料，包括如下重量份的组分：
第二方面，本申请提供一种水泥基复合浆料的制备方法，包括以下步骤：
称取本申请提供的水泥基复合浆料中的各原料组分；
将水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、减水剂和水进行混合处理，得到水泥基复合浆料。
与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：
本申请第一方面提供的水泥基复合浆料，其原料包括一定重量份的水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、减水剂和水。氧化石墨烯包覆的海砂一方面可以降低海砂表面的氯离子浸出，降低水泥基复合材料中的氯离子浓度，另一方面由于氧化石墨烯具有较大的比表面积和表面含氧官能团，能为水化产物提供生长位点并起到模板作用，能调控和促进水泥发生水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H)和弗里德尔盐盐(Friedel’s salt、3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O)，提升吸附氯离子的能力，从而可以进一步降低水泥基复合材料孔隙中的游离氯离子含量，因此，可以有效防止氯离子破坏钢筋表面的钝化膜，改善水泥基复合材料的微观结构和延长服役寿命。减水剂可以增加水泥基复合浆料的流动性，改善水泥基复合材料的结构和强度。另外，还可以避免氧化石墨烯直接掺入水泥砂浆中造成团聚和分散性差的问题，促进氧化石墨烯在海砂水泥基复合材料中的应用。
本申请第二方面提供的水泥基复合浆料的制备方法，通过将水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、减水剂和水进行混合处理得到水泥基复合浆料，该制备方法实现将沿海地区的海砂用于实际工程建设中，使制得的水泥基复合浆料具有成本低、力学强度高以及实用性强等优点，这对于加强我国海洋资源开发和利用具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的三种海砂样品的氯离子浸出量；
图2是本申请实施例1～3和对比例1～2提供的水泥基复合浆料对氯离子结合量随浸泡时间变化曲线。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例第一方面提供一种水泥基复合浆料，包括如下重量份的组分：
本申请实施例提供的水泥基复合浆料，其原料包括一定重量份的水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、减水剂和水。氧化石墨烯包覆的海砂一方面可以降低海砂表面的氯离子浸出，降低水泥基复合材料中的氯离子浓度，另一方面由于氧化石墨烯具有较大的比表面积和表面含氧官能团，能为水化产物提供生长位点并起到模板作用，能调控和促进水泥发生水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H)和弗里德尔盐盐(Friedel’s salt、3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O)，提升吸附氯离子的能力，从而可以进一步降低水泥基复合材料孔隙中的游离氯离子含量，因此，可以有效防止氯离子破坏钢筋表面的钝化膜，改善水泥基复合材料的微观结构和延长服役寿命。减水剂可以增加水泥基复合浆料的流动性，改善水泥基复合材料的结构和强度。另外，还可以避免氧化石墨烯直接掺入水泥砂浆中造成团聚和分散性差的问题，促进氧化石墨烯在海砂水泥基复合材料中的应用。
在实施例中，水泥基复合浆料包括如下重量份的组分：150～250份的水泥，500～625份的氧化石墨烯包覆的海砂，5～10份的减水剂和100～200份的水。
氧化石墨烯为一种二维纳米材料，具有独特的层状结构，若能应用于水泥基复合浆料中，对改善水泥基复合材料的力学性能、微观结构及耐久性能将有很大帮助，从而可延长混凝土结构的服役寿命。然而，当氧化石墨烯直接掺入到水泥基复合浆料时，由于氧化石墨烯表面的含氧官能团容易与水泥基复合材料中的Ca2+络合而团聚，使氧化石墨烯在水泥基复合浆料中无法分散均匀，不仅不能发挥其优越性能，而且不能促进水泥水化产物生成，降低氯离子吸附能力。因此，本申请采用氧化石墨烯包覆的海砂，有效解决了氧化石墨烯在水泥基复合浆料中分散不均匀问题。
在实施例中，氧化石墨烯包覆的海砂中，氧化石墨烯和海砂的质量比为(0.003～0.01)：1，例如0.003:1、0.004:1、0.005:1、0.006:1、0.007:1、0.008:1、0.009:1、0.01:1等。在该质量比范围内，有利于氧化石墨烯均匀包覆在海砂表面，有利于降低海砂表面的氯离子浸出，使水泥基复合材料具有最低的氯离子浓度。
在实施例中，氧化石墨烯包覆的海砂包括海砂、氧化石墨烯以及用于连接海砂和氧化石墨烯的硅烷偶联剂。具体的，硅烷偶联剂可以选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、β-甲氧乙氧基硅烷中的至少一种或多种混合，海砂和硅烷偶联剂的质量比为(0.1～0.25):1，例如0.1:1、0.15:1、0.2:1、0.25:1。在具体的实施例中，硅烷偶联剂可以选自3-氨丙基三乙氧基硅烷，氧化石墨烯包覆的海砂包括海砂、氧化石墨烯以及连接在海砂和氧化石墨烯之间的3-氨丙基三乙氧基硅烷，其结构式如下I式所示：
在实施例中，海砂选自天然海砂，也即是未经过脱盐处理的海砂。海砂中的氯含量为0.06～0.09wt％，海砂的细度模数为1.56～2.0，表观密度为2300～2900kg/m3。
在实施例中，减水剂选自羧酸系减水剂，具体羧酸系减水剂可以选自丙烯酸系梳型聚合物和烯丙基聚醚系梳型聚合物中的至少一种，这些羧酸系减水剂一方面可以分散水泥颗粒，借以释放出被包裹的水分子，使其参与流动，从而有效地增加水泥基复合浆料的流动性，另一方面通过润滑降低水泥颗粒之间的阻力，从而进一步提高水泥基复合浆料的流动性，因此可以改善水泥基复合材料的结构和强度。
实施例中，减水剂的减水率为25～30％，含气量为3～6％。
在实施例中，水泥可以选自硅酸盐水泥，硅酸盐水泥的比表面积大于等于300m2/kg，优选为300～350m2/kg。水泥的重量份可以是100～300份，优选为150～250份，例如150份、160份、170份、180份、190份、200份、210份、220份、230份、240份、250份等。
本申请实施例第二方面提供一种水泥基复合浆料的制备方法，包括以下步骤：
S01：称取本申请提供的水泥基复合浆料中的各原料组分；
S02：将水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、减水剂和水进行混合处理，得到水泥基复合浆料。
本申请实施例提供的水泥基复合浆料的制备方法，通过将水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、减水剂和水进行混合处理得到水泥基复合浆料，该制备方法实现将沿海地区的海砂用于实际工程建设中，使制得的水泥基复合浆料具有成本低、力学强度高以及实用性强等优点，这对于加强我国海洋资源开发和利用具有重要意义。
在上述步骤S01中，水泥基复合浆料中的各原料组分和各组分重量份如上文所述，为了节省篇幅，在此不再赘述。
在实施例中，氧化石墨烯包覆的海砂的制备步骤包括：配制氧化石墨烯分散液；将海砂和硅烷偶联剂溶液混合后进行第一干燥处理，得到硅烷偶联剂修饰的海砂；将氧化石墨烯分散液和硅烷偶联剂修饰的海砂混合后进行第二干燥处理，得到氧化石墨烯包覆的海砂。具体地，当硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷(III式)时，海砂为II式，3-氨丙基三乙氧基硅烷修饰的海砂(IV式)的具体反应过程如下：
氧化石墨烯为(V式)，氧化石墨烯包覆的海砂(I)的具体反应过程如下：
目前主要采用超声分散法和表面修饰法等配制氧化石墨烯分散液，然而，采用超声分散法对氧化石墨烯进行分散处理，不仅需要合理控制超声时间和超声功率，而且超声制得的氧化石墨烯分散液不稳定，当超过时间过大时容易使氧化石墨烯发生二次团聚，极大影响分散效果。采用表面修饰法对氧化石墨烯进行分散处理，需要利用表面活性剂的静电阻力或空间位阻作用对氧化石墨烯进行分散，然而很难控制表面活性剂最佳掺量，若表面活性剂的掺量过多，对水泥基复合材料产生较大影响，若掺杂量少氧化石墨烯分散效果差。因此在本申请实施例中，配制氧化石墨烯分散液的步骤包括：将氧化石墨溶于水中，得到氧化石墨溶液；将氧化石墨溶液进行超声分散处理，得到氧化石墨烯分散液。氧化石墨烯分散液的浓度为3～5g/L，例如3g/L、3.5g/L、4g/L、4.5g/L、5g/L等，若氧化石墨烯分散液的浓度过高因较强的范德华力而容易再次发生团聚，不利于分散均匀，若浓度过低不利于完全附着在海砂表面，容易使氯离子的浸出率上升，因此在该浓度范围内，有利于形成氧化石墨烯均匀包覆的海砂。其中，超声分散处理的功率为840～1000W，时间为1～2h。氧化石墨烯包覆的海砂中，氧化石墨烯的片径为1.2～4.3nm，厚度为1.5～2.5nm，该片径和厚度范围内的氧化石墨烯能更均匀的涂覆至海砂表面。本申请实施例制备氧化石墨烯分散液的方法与现有的采用超声分散法和表面修饰法等制备氧化石墨烯分散液的方法相比，制得的氧化石墨烯分散液的分散效果好和价格低。
在实施例中，硅烷偶联剂溶液包括体积比为9：(1～2.5)的70～98％乙醇和硅烷偶联剂。海砂和硅烷偶联剂的质量比为(0.1～0.25):1，例如0.1:1、0.15:1、0.2:1、0.25:1等。
在实施例中，海砂和硅烷偶联剂溶液是在60～80℃的温度下混合1～3h；第一干燥处理的条件包括：温度为60～80℃，时间为4～6h。在该混合和第一干燥处理的条件下，可使海砂和含硅烷偶联剂充分进行化学反应，得到硅烷偶联剂修饰的海砂。
在实施例中，氧化石墨烯分散液和硅烷偶联剂修饰的海砂混合时间为1～3h；第二干燥处理的条件包括：温度为100～120℃，时间为20～30h。
在上述步骤S01中，将水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、减水剂和水进行混合处理的步骤包括：先将氧化石墨烯包覆的海砂、减水剂和水在135～145r/min的转速下搅拌1～3min，静置0.5～1min后，在275～295r/min转速下搅拌1～3min。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
本实施例提供一种水泥基复合浆料及其制备方法。
水泥基复合浆料，包括如下重量份的组分：
其中，氧化石墨烯包覆的海砂包括海砂、氧化石墨烯以及用于连接海砂和氧化石墨烯的3-氨丙基三乙氧基硅烷，氧化石墨烯和海砂的质量比为0.07：1。
水泥基复合浆料的制备方法，包括以下步骤：
S11：制备氧化石墨烯包覆的海砂；
配制氧化石墨烯分散液：将4g氧化石墨分散在1000mL去离子水中，得到氧化石墨溶液(浓度为4g/1000mL)；将氧化石墨溶液置于超声分散仪中，在超声功率为840W和超声频率为20Hz的条件下超声2h，静置1h，得到氧化石墨烯分散液(浓度为4g/1000mL)；
制备3-氨丙基三乙氧基硅烷修饰的海砂：将1500g海砂置于60℃的干燥箱中干燥24h，冷却至室温；将含3-氨丙基三乙氧基硅烷的溶液(包含714mL 70％乙醇和9mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷)加入海砂中搅拌加热至70℃保温2小时，然后在70℃烘箱中干燥5h，得到3-氨丙基三乙氧基硅烷和海砂的混合物，将3-氨丙基三乙氧基硅烷和海砂的混合物浸入714mL 70％乙醇溶液2h，然后用去离子水洗涤5～8次，在110℃烘箱中干燥24h，冷却至室温，得到3-氨丙基三乙氧基硅烷修饰的海砂；
将1000mL氧化石墨烯分散液(浓度为4g/1000mL)加入3-氨丙基三乙氧基硅烷修饰的海砂中混合搅拌2h，然后置于110℃烘箱中干燥24h，冷却至室温，得到氧化石墨烯包覆的海砂；
S12：根据实施例1的水泥基复合浆料称取硅酸盐水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、丙烯酸系梳型聚合物和水；
S13：将硅酸盐水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、丙烯酸系梳型聚合物和水加入水泥胶砂搅拌仪中，先在140r/min的转速下搅拌2min，静置0.5min后，在285r/min转速下搅拌2min，得到水泥基复合浆料。
实施例2
本实施例提供一种水泥基复合浆料及其制备方法。
水泥基复合浆料，包括如下重量份的组分：
其中，氧化石墨烯包覆的海砂包括海砂、氧化石墨烯以及用于连接海砂和氧化石墨烯的3-氨丙基三乙氧基硅烷，氧化石墨烯和海砂的质量比为0.003：1。
水泥基复合浆料的制备方法和实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种水泥基复合浆料及其制备方法。
水泥基复合浆料，包括如下重量份的组分：
其中，氧化石墨烯包覆的海砂包括海砂、氧化石墨烯用于连接在海砂和氧化石墨烯的3-氨丙基三乙氧基硅烷，氧化石墨烯和海砂的质量比为0.01：1。
水泥基复合浆料的制备方法和实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种水泥基复合浆料及其制备方法。
水泥基复合浆料，包括如下重量份的组分：
水泥基复合浆料的制备方法，包括以下步骤：
S1：根据对比例1的水泥基复合浆料称取硅酸盐水泥、海砂、丙烯酸系梳型聚合物和水；
S13：将硅酸盐水泥、海砂、丙烯酸系梳型聚合物和水加入水泥胶砂搅拌仪中，先在140r/min的转速下搅拌2min，静置0.5min后，在285r/min转速下搅拌2min，得到水泥基复合浆料。
对比例2
本对比例提供一种水泥基复合浆料及其制备方法。
水泥基复合浆料，包括如下重量份的组分：
水泥基复合浆料的制备方法，包括以下步骤：
S1：根据对比例2的水泥基复合浆料称取硅酸盐水泥、海砂、氧化石墨烯、丙烯酸系梳型聚合物和水；
S13：将硅酸盐水泥、海砂、氧化石墨烯、丙烯酸系梳型聚合物和水加入水泥胶砂搅拌仪中，先在140r/min的转速下搅拌2min，静置0.5min后，在285r/min转速下搅拌2min，得到水泥基复合浆料。
相关性能测试分析：
1、按照《GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法(IOS法》标准对本申请实施例3制得的氧化石墨烯包覆的海砂、海砂和氧化石墨烯直掺海砂进行氯离子浸出测试，具体流程如下：
分别取出1000g三种海砂样品(氧化石墨烯包覆的海砂记为S3，海砂记为S1，氧化石墨烯直掺海砂记为S2)，将每种样品置于(105±5)℃的干燥箱中干燥至恒定量。冷却至室温后，将每种样品分成两等份；
取500g样品倒入磨口瓶中，用容量瓶取500mL去离子水注入磨口瓶中，盖上瓶塞放置2h，每5min振摇一次，共振摇3次，使氯盐充分溶解；将澄清液过滤于研磨瓶上部，用移液管吸取滤液50mL注入三角瓶中，加入5％铬酸钾指示剂1mL，用0.01mol/L AgNO3标准溶液滴定至砖红色，记录消耗AgNO3标准溶液的体积；
用移液管移取50mL去离子水于三角瓶中，加入5％铬酸指示剂1mL，用0.01mol/LAgNO3溶液滴定至溶液呈砖红色，记录消耗AgNO3标准溶液的体积。
结果计算和评价：根据如下公式(1)计算氯离子含量：
其中，式中Qf为氯离子含量(％)，N为AgNO3标准溶液的浓度(mol/L)，A为滴定样品时消耗AgNO3标准溶液的体积(L)，B为空白试验时消耗AgNO3标准溶液的体积(L)，0.0355为换算系数，G0为样品质量(g)。氯离子含量取两次检测结果的算术平均值，三种海砂样品的氯离子浸出测试结果如图1所示。
从图1可以看出，氧化石墨烯包覆的海砂(S3)、海砂(S1)，氧化石墨烯直掺海砂(S2)的氯离子溶出量分别为0.042％、0.081％和0.077％，也即是氧化石墨烯包覆的海砂(S3)的氯离子浸出率显著低于海砂(S1)和氧化石墨烯直掺海砂(S2)，说明本申请氧化石墨烯包覆的海砂可以抑制海砂表面的氯离子浸出，且相比于海砂(0.081％)抑制率提高了51.2％。根据我国标准(GB/T14684-2011)规定海砂中氯离子含量要求小于0.06％可知，本申请制得的氧化石墨烯包覆的海砂(S3)符合GB/T14684-2011标准的规定，本申请氧化石墨烯包覆的海砂可以保证海砂表面氯离子的浸出量低于规定值。
2、氯离子固化性能测试，具体流程如下：
养护：分别将实施例1～3和对比例1～2提供的水泥基复合浆料浇筑在40mm×40mm×40mm的硅胶模具中并盖上塑料膜，置于养护室中24小时后脱模，将脱模所得样品置于养护室中养护14天；
氯离子固化实验：将养护好的水泥基复合浆料试块磨粉过筛0.075毫米，然后将粉末放置真空干燥箱中烘干7天，收集得到水泥基复合材料粉末；利用实验室用分析纯氯化钠与去离子水制备3mol/L的氯化钠溶液；取5g水泥基复合材料粉末和50ml氯化钠溶液置于密闭容器中，充分搅匀，分别静置1、3、5、7、9、12、14天；
氯离子滴定：分别将静置1、3、5、7、9、12、14天后得到的水泥基复合材料溶液置于高速离心机中，采用5000rpm离心5min，将离心后的上清液取出，配置0.1mol/L的硝酸银溶液，采用自动点位滴定仪器对上清液进行滴定，得到溶液中剩余氯离子含量，通过如下公式(2)计算得到实施例1～3和对比例1～2提供的水泥基复合浆料固化的氯离子含量，氯离子固化性能测试结果如表1所示。
Cb total＝(C0-C1)·Vsol·Mcl/mpaste (2)；
其中，Cb total是结合的氯离子含量(mg/g粉末)，Vsol表示混合物溶液的体积(mL)，C0和C1分别表示暴露溶液(M)的初始和最终氯离子浓度，Mpaste是添加到氯化钠溶液中的样品粉末的质量(g)，Mcl是氯离子的摩尔质量(35.45g/mol)。
表1
| 砂浆 | 1d(mg) | 3d(mg) | 5d(mg) | 7d(mg) | 9d(mg) | 12d(mg) | 14d(mg) |
| 实施例1 | 9.03 | 11.14 | 13.09 | 14.64 | 15.80 | 16.96 | 17.58 |
| 实施例2 | 6.72 | 9.51 | 11.78 | 13.30 | 14.47 | 15.64 | 16.06 |
| 实施例3 | 7.22 | 10.01 | 12.28 | 13.80 | 14.97 | 16.14 | 16.56 |
| 对比例1 | 5.68 | 7.00 | 8.15 | 8.99 | 9.66 | 10.40 | 10.63 |
| 对比例2 | 7.30 | 9.03 | 10.63 | 11.87 | 12.79 | 13.78 | 14.22 |
从表1的氯离子固化性能测试结果和图2的水泥基复合浆料对氯离子结合量随浸泡时间变化曲线可知，水泥基复合材料粉末在NaCl溶液中静置14天后，对比例1、对比例2和实施例1～3的水泥基复合浆料对氯离子结合量分别为10.63mg/g、14.22mg/g和17.58mg/g，实施例1～3的氯离子结合量均显著高于对比例1～2，说明氧化石墨烯包覆的海砂可以显著提高本申请水泥基复合浆料对氯离子的结合能力，也即是可以显著提升吸附氯离子的能力，从而显著降低本申请水泥基复合材料孔隙中的游离氯离子含量，因此可以提升水泥基复合材料的抗蚀性，延长服役寿命。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水泥基复合浆料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
2.如权利要求1所述的水泥基复合浆料，其特征在于，包括如下重量份的下列组分：
3.如权利要求1所述的水泥基复合浆料，其特征在于，所述氧化石墨烯包覆的海砂中，氧化石墨烯和海砂的质量比为(0.003～0.01)：1；和/或
所述氧化石墨烯包覆的海砂包括海砂、氧化石墨烯以及用于连接所述海砂和所述氧化石墨烯的硅烷偶联剂。
4.如权利要求3所述的水泥基复合浆料，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、β-甲氧乙氧基硅烷中的至少一种；和/或
所述海砂和所述硅烷偶联剂的质量比为(0.1～0.25):1。
5.如权利要求1～4任一项所述的水泥基复合浆料，其特征在于，所述海砂中的氯含量为0.06～0.09wt％；和/或
所述海砂的细度模数为1.56～2.0，表观密度为2300～2900kg/m3；
所述减水剂选自羧酸系减水剂；和/或
所述减水剂的减水率为25～30％，含气量为3～6％。
6.一种水泥基复合浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
称取权利要求1～5任一项所述的水泥基复合浆料中的各原料组分；
将所述水泥、所述氧化石墨烯包覆的海砂、所述减水剂和水进行混合处理，得到水泥基复合浆料。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯包覆的海砂的制备步骤包括：
配制氧化石墨烯分散液；
将海砂和硅烷偶联剂溶液混合后进行第一干燥处理，得到硅烷偶联剂修饰的海砂；
将所述氧化石墨烯分散液和所述硅烷偶联剂修饰的海砂混合后进行第二干燥处理，得到氧化石墨烯包覆的海砂。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液的浓度为3～5g/L；和/或
所述海砂和所述硅烷偶联剂的质量比为(0.1～0.25):1。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一干燥处理的条件包括：温度为60～80℃，时间为4～6h；和/或
所述第二干燥处理的条件包括：温度为100～120℃，时间为20～30h。
10.如权利要求7～9任一项所述的制备方法，其特征在于，将所述水泥、所述氧化石墨烯包覆的海砂、所述减水剂和水进行混合处理的步骤包括：
先将所述氧化石墨烯包覆的海砂、所述减水剂和水在135～145r/min的转速下搅拌1～3min，静置0.5～1min后，在275～295r/min转速下搅拌1～3min。
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