高固化氯离子能力的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料及其制备方法技术

本申请涉及属于水泥材料技术领域，尤其涉及一种高固化氯离子能力的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料及其制备方法。包括：水泥、氧化石墨烯和减水剂；其中，水泥、氧化石墨烯和减水剂的重量比为100：(0.1～0.3)：(0.1～0.9)，减水剂的重量为氧化石墨烯的1～3倍，氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料的原料中水灰比为0.45～0.55。本申请通过以上述比例的氧化石墨烯材料掺入水泥基胶凝材料中，可基于氧化石墨烯的理化性能有效提升水泥基胶凝材料的氯离子固化能力，从而有效延长滨海环境下混凝土结构使用的耐久性，为受氯离子侵蚀严重的服役环境中的混凝土提供了新设计思路，因此具有很好的应用前景。前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
高固化氯离子能力的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料及其制备方法


[0001]本申请属于水泥材料
，尤其涉及一种高固化氯离子能力的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]面临滨海复杂环境时，钢筋混凝土结构在服役期内往往劣化严重，每年混凝土劣化导致巨大经济损失。耐久性问题成为了滨海环境下混凝土结构失效的最主要原因之一，且其中氯离子侵蚀是滨海环境下影响结构耐久性最主要的因素之一。氯离子引起的钢筋腐蚀是导致钢筋混凝土结构在富含氯离子服役环境下劣化的主要机制。随着钢筋混凝土结构服役的时间增长，氯离子会逐渐通过外保护层混凝土向内迁移，到达钢筋表面，当钢筋附近的氯离子达到钢筋发生腐蚀的临界氯离子浓度时，会导致钢筋去钝化，发生初步点腐蚀，并且随着时间增长，锈蚀情况加剧，最终造成混凝土保护层开裂和剥落，从而严重影响钢筋混凝土结构的使用性能和完整性。
[0003]水泥基材料本身具有一定的氯离子固化能力，可以固化一部分氯离子，减少向内迁移的氯离子，然而普通水泥基材料固化氯离子的能力有限，氯离子仍会导致钢筋锈蚀。在水泥基材料中添加辅助胶凝材料(例如矿渣，粉煤灰，偏高领土)可以提高普通水泥基材料的氯离子固化能力，一定程度上减少向内迁移的氯离子，然而其未达到最佳的提升效果。例如，专利文献CN105347755A提供了一种高耐久性水泥基复合胶凝材料及其制备方法，采用碱渣，粉煤灰，矿渣，阳离子阻锈剂替代普通硅酸盐水泥提升水泥基胶凝材料耐久性，缺点是成分复杂，不易于施工，且在长期防止氯离子侵蚀方面仍有较大提升空间。专利文献CN106587670A提供了一种具有高耐久性水泥及其生产方法，采用一定配比的钙质原料，铝质原料，铁质原料混合得到生料，并将其与煤粉混合在水泥窑内1300～1500℃下煅烧，得到高耐久性熟料；但是其仅从减少工程结构裂缝方面提生使用寿命，并未从根本上解决氯离子侵蚀所导致的钢筋锈蚀问题，随着钢筋混凝土结构在含氯离子环境下服役时间增长，氯离子仍会向内迁移至钢筋表面，引起钢筋锈蚀，导致保护层开裂，影响其使用寿命。
[0004]因此，水泥基材料的氯离子固化能力仍有较大的提升空间。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种高固化氯离子能力的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料及其制备方法，旨在解决如何提高水泥基材料的氯离子固化能力的技术问题。
[0006]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本申请提供一种氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料，所述氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料包括：水泥、氧化石墨烯和减水剂；其中，所述水泥、所述氧化石墨烯和所述减水剂的重量比为100：(0.1～0.3)：(0.1～0.9)，所述减水剂的重量为所述氧化石墨烯的1～3倍，所述氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料的原料中水灰比为0.45～0.55。
[0008]本申请提供的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料，在现有水泥基材料的基础上添加一定比例的氧化石墨烯(GO)，具体地，氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料的原料包括：水泥、氧化石墨烯和减水剂；其中，水泥、氧化石墨烯和减水剂的重量比为100：(0.1～0.3)：(0.1～0.9)，减水剂的重量为氧化石墨烯的1～3倍，氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料的原料中水灰比为0.45～0.55。本申请通过以上述比例的氧化石墨烯材料掺入水泥基胶凝材料中，可基于氧化石墨烯的理化性能有效提升水泥基胶凝材料的氯离子固化能力，从而可以有效延长滨海环境下混凝土结构使用的耐久性，为受氯离子侵蚀严重的服役环境中的混凝土提供了新设计途径，因此具有很好的应用前景。
[0009]第二方面，本申请提供一种上述氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：
[0010]将所述氧化石墨烯分散在第一水溶剂中，得到氧化石墨烯分散液；
[0011]将所述水泥与第二水溶剂进行第一混合处理得到水泥浆料，然后将所述水泥浆料与所述氧化石墨烯分散液和所述减水剂进行第二混合处理，得到所述氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料。
[0012]本申请的上述氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料的制备方法，通过以一定比例的氧化石墨烯分散在第一水溶剂中得到氧化石墨烯分散液，以氧化石墨烯溶液的形式和水泥、减水剂混合，这样得到的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料用于制备混凝土可以提升其氯离子固化能力，从而有效延长滨海环境下混凝土结构使用的耐久性，减少耐久性不足导致的经济损失，对进一步提升钢筋混凝土结构耐久性和工程结构服役寿命具有重要意义。
附图说明
[0013]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。
[0014]图1是本申请实施例提供的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0015]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。
[0016]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。
[0017]本申请中，“至少一种”是指一种或者多种，“多种”是指两种或两种以上。“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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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”的特征可以明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料，其特征在于，所述氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料包括：水泥、氧化石墨烯和减水剂；其中，所述水泥、所述氧化石墨烯和所述减水剂的重量比为100：(0.1～0.3)：(0.1～0.9)，所述减水剂的重量为所述氧化石墨烯的1～3倍，所述氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料的原料中水灰比为0.45～0.55。2.如权利要求1所述的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料，其特征在于，所述水泥、所述氧化石墨烯和所述减水剂的重量比为100：0.2：0.4，所述水灰比为0.5。3.如权利要求1或2所述的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料，其特征在于，所述水泥选自硅酸盐水泥。4.如权利要求1或2所述的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料，其特征在于，所述减水剂选自聚羧酸减水剂。5.一种氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料为权利要求1
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4任一项所述的氧化石墨烯复合水泥基胶凝材料，所述制备方法包括如下步骤：将所述氧化石墨烯分散在第一水溶剂中，得到氧化石墨烯分散液；将所述水泥与...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙武剑，张轩翰，解静，冯甘霖，罗启灵，董必钦，邢锋，徐鹏，张津瑞，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：