[发明专利]一种含氧化石墨烯的高抗蚀低热水泥材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种含氧化石墨烯的高抗蚀低热水泥材料及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明的含氧化石墨烯的高抗蚀低热水泥材料由以下重量百分比的组分组成：高贝利特水泥22.5‑23.0％、标准砂67.6‑68.5％、聚羧酸减水剂0.5‑0.6％、氧化石墨烯分散液0.72‑1.2％，余量为水；制备方法为将原料搅拌混合、成型和养护，得到的含氧化石墨烯的高抗蚀低热水泥材料具有水化热低、强度高、抗蚀性好的优点，可适用于大体积混凝土工程及受硫酸盐等盐类腐蚀的海港及水利、地下、隧道、引水、道路和桥梁等基础工程中，制备工艺简单，成本可控制，有较好的发展前景，适合推广应用。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种含氧化石墨烯的高抗蚀低热水泥材料及其制备方法。

背景技术

目前由中国建筑材料科学研究院研发的高贝利特水泥具有低水化热、环保，耐久性好等优点。与传统硅酸盐水泥相比，将它应用到大体积混凝土工程中可减少碱-骨集料反应、温度应力等问题所引起的混凝土开裂的风险。但由于高贝利特水泥的主要成分硅酸二钙水化的反应速度较慢，放热量低，生成的水化硅酸钙凝胶较少，因此导致水泥强度较低，使它在实际工程中的应用受到了限制。因此，寻找一种方法既能维持高贝利特水泥的低水化热，又能改善它的强度、抗蚀性等性能是至关重要的，这将对其产业化具有促进作用。

氧化石墨烯是一种由碳原子单层排列而成且具有二维平面蜂窝状晶格结构的碳纳米材料，其基面、边缘上含有丰富的含氧官能团，如基面的环氧基和羟基，边缘的羧基和羰基。这些含氧官能团使氧化石墨烯具有良好的亲水性和表面活性，也就是说氧化石墨烯可以均匀地分散在水溶液中，并以溶液的方式掺入到水泥材料中，有效地发挥它的作用。目前的研究成果表明，对于普通硅酸盐水泥材料，氧化石墨烯可提高其抗折强度30％-110％，抗压强度 35％左右。这说明它有优良的增韧效果。而在特种水泥方面，氧化石墨烯对其性能方面的研究较少，由于高贝利特水泥和硅酸盐水泥的矿物含量占比存在一定的差异，导致两种水泥的性能、用途等也会有所不同，因此，还需要进一步地研究氧化石墨烯对高贝利特水泥材料性能的影响，尤其是抗蚀性能，以求制备出一种早期强度高、低水化热、高抗蚀性的水泥材料。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含氧化石墨烯的高抗蚀低热水泥材料及其制备方法，本发明的含氧化石墨烯的高抗蚀低热水泥材料由高贝利特水泥、标准砂、聚羧酸减水剂、氧化石墨烯分散液和水组成，制备方法为将原料搅拌混合、成型和养护，得到的含氧化石墨烯的高抗蚀低热水泥材料既保持了高贝利特水泥的低水化热的性能，又克服了其强度和抗腐蚀性的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种含氧化石墨烯的高抗蚀低热水泥材料，所述含氧化石墨烯的高抗蚀低热水泥材料由以下重量百分比的组分组成：高贝利特水泥22.5-23.0％、标准砂67.6-68.5％、聚羧酸减水剂 0.5-0.6％、氧化石墨烯分散液0.72-1.2％，余量为水；

所述高贝利特水泥的化学组分为：SiO₂23％，CaO60％，Al₂O₃3.0％，Fe₂O₃4.5％， SO₃2.3％，MgO3.4％。

作为技术方案的优选，所述含氧化石墨烯的高抗蚀低热水泥材料由以下重量百分比的组分组成：高贝利特水泥22.7％、标准砂68.0％、聚羧酸减水剂0.55％、氧化石墨烯分散液0.96％，余量为水。

作为技术方案的优选，所述标准砂为SiO₂的含量不低于98％的天然圆形硅质砂。

作为技术方案的优选，所述聚羧酸减水剂的固含量为7.2-15.6％，减水率为15-20％；作为技术方案的进一步优选，所述聚羧酸减水剂的固含量为8％，减水率为17％。