[发明专利]一种石墨烯抗渗剂及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种石墨烯抗渗剂及其制备方法、应用，所述石墨烯抗渗剂按重量份计，包括：石墨烯5～10份、醇胺化合物10～25份、矿物掺合料50～75份、石膏6～15份、组分A 4～10份，上述各组分的总量为100份。将本发明石墨烯抗渗剂掺入混凝土中，混凝土中的活性成分可以在石墨烯片层表面形成水化晶体生长点，进而改变混凝土胶凝材料水化产物的晶体形貌，改善混凝土的孔隙结构，使混凝土形成一个密实体系，可以有效提高混凝土的抗渗性能、力学性能和耐久性。将本发明石墨烯抗渗剂掺入建筑砂浆中，能够提高建筑砂浆的抗渗、防水性能以及力学强度。

技术领域

本发明涉及一种抗渗材料，特别涉及了一种含有石墨烯的抗渗剂，属于建筑辅助材料领域。该抗渗剂可以用于混凝土建筑工程，特别是水利、桥梁、海港、地下、屋面、水池等要求高抗渗的混凝土结构。本抗渗剂也可以用于防水水泥砂浆领域，用于建筑物表面或内部抗渗、防水。

背景技术

建筑工程中的抗渗历来是一个受到广泛关注的问题，随着国民经济的迅速发展，对现代建筑工程中材料的性能要求也越来越高，例如水利、桥梁、海港、地下、水池等混凝土建筑物的抗渗，以及屋顶、楼面等的防水补漏方面，人们研制了各种抗渗添加剂、防水剂及防水涂料。这些材料虽然能起到抗渗防水的作用，但都存在一定的问题。

对于混凝土结构，国内外目前提高抗渗性的主要方法是掺入膨胀剂，但膨胀剂会在混凝土配制过程中对其他减水剂产生适应性不良的情况，给施工以及工程质量控制带来诸多危害。例如常用的混凝土钙钒石类膨胀剂，因其产生膨胀的本质是混凝土内的自由水转变成固体的结晶水，所以产生体积膨胀需要环境不断提供液态水，如不能及时提供液态水，特别是高性能混凝土，因水胶比低、胶凝材料用量大，更容易产生自干缩，因此有时不仅不会发生膨胀反而会造成混凝土内因体积膨胀收缩导致形成微裂纹。此外，采用脂肪酸盐为主要成份的防水剂也是目前混凝土常用的提高抗渗性的措施，虽然该类防水剂可以使砂浆中的毛细管吸水明显减少，但是在长期浸渍的情况下防水性能会降低，同时，添加这类防水剂还会引起强度的降低。除此之外，常用的提高建筑物抗渗防水的方法还有传统的沥青补漏方法和在建筑物表面涂刷防水涂料。传统的沥青补漏方法施工困难，沥青易受紫外线影响，有效期只有一年左右。而防水涂料主要由有机高分子组成，在自然环境中存在耐老化性差的缺点。

中国发明专利(公开号CN105819733B)公开了一种混凝土抗裂抗渗专用添加剂，该发明中添加剂的组成成分包括：羧甲基纤维素钠和羧基化石墨烯(质量比1:7.2～8.2)9-11份、氧化锌粉4-6份、活性炭4-5份、纳米级轻度重钙粉40-42份和聚酯纤维65-68份，将以上组分搅拌混合后制得该专利中所述添加剂。其抗渗抗裂原理是利用羧甲基纤维素钠和羧基化石墨烯的混合作为填料填充混凝土界面的微空隙，主要利用氧化锌粉在混凝土的初凝过程中降低水化热来减少温度收缩裂缝，从而提高混凝土的抗渗性。该发明专利添加剂配方以及作用机理与本发明专利完全不同，且该发明专利中所使用的石墨烯为羧基化石墨烯，羧基化改性石墨烯的处理工艺复杂，不适用于工业生产。

文献《Improvement in concrete resistance against water and chlorideingress by adding graphene nanoplatele》研究了石墨烯纳米片对于水泥砂浆渗透性的影响，该文献得出的实验结论：石墨烯纳米片(GNP)的相对于水泥砂浆中水泥的添加量为1.5wt％时，水在水泥砂浆中的渗透深度约为3mm，而未添加石墨烯的水泥砂浆的渗水深度约为15mm,渗水深度相对降低了80％。本文中研究的基体为水泥砂浆，将石墨烯与水及混凝土外加剂预混合后直接添加到水泥砂浆中，该工艺不利于石墨烯在水泥砂浆中的分散，此外，石墨烯纳米片的添加量大，成本过高，限制了其在水泥复合材料中的实际应用。

当前，混凝土等建筑材料存在的抗渗性差的问题，是国内外材料界长期关注的重要问题之一，相关工作仍需加强。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术缺陷，提供一种抗渗能力强、有效时间长、使用方便的石墨烯抗渗剂；