[发明专利]一种石墨烯混凝土及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种石墨烯混凝土及其制备工艺，解决了现有技术制备混凝土具有耐久性差的、易腐蚀的技术问题。本发明提供一种新型石墨烯混凝土，按重量份计，其原料由以下组分构成：水泥150～220份、海砂150～220份、碎石225～330份、木质素磺酸盐5～18份、水40～100份、硅粉10～40份、粉煤灰15～45份、石墨烯2～5份、氧化石墨烯3～6份、镁粉1～2.5份、聚丙烯纤维2～12份、碳纤维5～15份、乙二醇0.5～1份；同时还提供其制备工艺。本发明广泛应用于建筑材料领域。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体的说涉及一种石墨烯混凝土及其制备工艺。

背景技术

随着工业发展和城市化进程的加快，混凝土也成为道路、大坝以及桥梁等建筑的首选材料。随着混凝土高性能化的提出，混凝土耐久性已经越来越引起各方面的广泛关注。

在土木工程领域，以水泥混凝土为代表的建筑材料仍是应用最为广泛、使用最成功的结构工程材料。然而，随着现代工程结构的高层化、大型化、多功能化，水泥混凝土作为最大宗的结构材料，也逐渐由传统的仅具有承载能力的结构材料向绿色与可持续、超复合化、超耐久性、高强高性能化、高功能、智能化等方向发展。水泥基复合材料存在的最大的缺陷是高脆性、渗透等问题，在工程中经常产生大量的裂缝，严重影响了结构的安全性和长期耐久性。这是造成其在使用过程中力学性能下降及使用寿命缩短的主要原因。就混凝土材料而言，尽管生产的单位总能耗很低，但巨大的用量和总体技术水平低下，使其总体上对资源、能源和环境造成了很大压力。高寒地区冬季的一般为了保证建筑材料的品质和施工质量，一般冬季建筑施工很难进行，这样不仅耽误工期，而且就算强行施工也很难保证建筑的质量，造成安全隐患。

随着我国基础建设的大力推进，使得具有高强、工作性良好、易于施工成型、成本低廉的混凝土的用量益增加。然而由于混凝土自身存在的缺陷，导致混凝土内部存留了许多微裂缝和孔隙等。孔隙和微裂纹的存在，使得氧气及水泥干缩后的水蒸气存留在混凝土中，导致钢筋的腐蚀；另一方面，这些裂缝也将大大加速一些腐蚀介质如氯盐、硫酸盐等的侵入，从而大大缩短了混凝土结构物的服役寿命。如何保证混凝土结构在各种复杂因素作用下还具有高的防腐、耐久性能成为当今建设发展中的重大理论难题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足，提供一种耐久性高、防腐蚀性能优越的石墨烯混凝土及其制备工艺。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种石墨烯混凝土，按重量份计，其原料由以下组分构成：水泥150～220份、海砂150～220份、碎石225～330份、木质素磺酸盐5～18份、水40～100份、硅粉10～40份、粉煤灰15～45份、石墨烯2～5份、氧化石墨烯3～6份、镁粉1～2.5份、聚丙烯纤维2～12份、碳纤维5～15份、乙二醇0.5～1份。

优选的，按重量份计，原料由以下组分构成：水泥180～200份、海砂180～200份、碎石250～300份、木质素磺酸盐8～15份、水60～80份、硅粉20～30份、粉煤灰20～40份、石墨烯3～4份、氧化石墨烯4～5份、镁粉1.5～2.0份、聚丙烯纤维5～10份、碳纤维8～12份、乙二醇0.6～0.9份。

优选的，原料由以下组分构成：水泥190份、海砂190份、碎石270份、木质素磺酸盐12份、水70份、硅粉25份、粉煤灰30份、石墨烯3.5份、氧化石墨烯4.5份、镁粉1.8份、聚丙烯纤维7份、碳纤维10份、乙二醇0.8份。

优选的，水泥强度等级为42.5普通硅酸盐水泥。

优选的，粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，其比表面积大于400cm2/g，密度为2.6～2.8g/cm3。

优选的，碎石粒径大小为5～10mm、10～20mm和20～25mm其中任何一种或几种。