[发明专利]一种碳纳米管改性海砂水泥砂浆及其制备方法

说明书

本发明提供了一种碳纳米管改性海砂水泥砂浆及其制备方法，该改性海砂水泥砂浆包括以下重量份原料：水泥、水、海砂、粉煤灰、酸化碳纳米管、减水剂、分散剂、有机缓凝剂。本发明通过掺入酸化碳纳米管，可以显著降低材料的总孔隙率，并优化孔径分布，此外，碳纳米管还可以在水泥砂浆内部的裂缝薄弱区域起到桥接作用，阻止其进一步的开裂，从而使得结构致密化，从而降低水泥砂浆材料的渗透性，进而提高其抗氯盐、硫酸盐等耐久性能；本发明通过加入的聚羧酸减水剂和有机缓凝剂，可以确保在较低的水胶比下，水泥砂浆拌合物仍具有良好的工作性能。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种碳纳米管改性海砂水泥砂浆及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的迅速增长，特别是沿海地区，全国各地在基础设施的建筑、民用建筑、桥梁工程以及一些港口建筑等方面的投入也在逐年增长。水泥砂浆作为现代建筑中应用最为广泛的建筑材料，其总使用量达到了每年数十亿立方，相应地，作为水泥砂浆建筑的主体部分，砂子的所需量也不容忽视，预计到2030年可达到250x108t。过度开采致使我国诸多地区的河砂资源日趋枯竭，造成了水土流失、河道变更等严重的环境生态问题。近年来，国家也开始颁布限制河砂开采的法令，沿海地区开始尝试使用海砂用作细骨料用在建筑工程中。

与河砂相比，海砂具有丰富的蕴藏量、颗粒较为坚固、级配适宜且含泥量少等优势受到广泛关注，特别是我国具有辽阔的海岸线和近海区域，为将海砂替代河砂用在现代建筑中奠定了坚定的基础。但是海砂中存在的诸如氯离子和硫酸根离子等有害性物质会不断侵蚀水泥砂浆结构，诱发水泥砂浆内部裂缝的扩散和膨胀开裂，对水泥砂浆的安全性和耐久性能造成不利影响，此外，如果含量过高时，也会使得水泥砂浆的力学性能出现下降。

基于，目前海砂水泥砂浆存在的问题，有必要对此进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种碳纳米管改性海砂水泥砂浆及其制备方法，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

第一方面，本发明提供了一种碳纳米管改性海砂水泥砂浆，包括以下重量份原料：120～180份的水泥、50～100份的水、320～540份的海砂、20～60份的粉煤灰、0.05～0.4份的酸化碳纳米管、0.6～2份的减水剂、0.5～2份的分散剂、3～6份的有机缓凝剂。

可选的，所述的碳纳米管改性海砂水泥砂浆，所述有机缓凝剂包括酒石酸、乙二醇、水杨酸、葡萄糖酸钠、丙三醇中的一种或几种。

可选的，所述的碳纳米管改性海砂水泥砂浆，所述酸化碳纳米管的制备方法为：将碳纳米管置于浓硫酸和浓硝酸的混合酸中，于温度为120～130℃下加热回流1～2h，过滤后，洗涤至中性即得酸化碳纳米管。

可选的，所述的碳纳米管改性海砂水泥砂浆，所述水泥为强度等级大于或等于42.5的硅酸盐水泥。

可选的，所述的碳纳米管改性海砂水泥砂浆，所述海砂的细度模量为2.4～2.6，氯离子含量0.03％，泥块含量1.0％。

可选的，所述的碳纳米管改性海砂水泥砂浆，所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，所述粉煤灰的比表面积为160～320m²/kg、密度为1.8～2.4g/cm³。

可选的，所述的碳纳米管改性海砂水泥砂浆，所述分散剂包括聚乙烯醇和/或十二烷基苯磺酸钠。

可选的，所述的碳纳米管改性海砂水泥砂浆，所述浓硫酸和浓硝酸的体积比为(3～5):1。

第二方面，本发明还提供了一种所述的碳纳米管改性海砂水泥砂浆的制备方法，包括以下步骤：

将酸化碳纳米管加入至水中，然后加入分散剂，超声分散后得到碳纳米管悬浊液；