[发明专利]一种高防水耐腐蚀混凝土的制备方法

说明书

本发明公开了一种高防水耐腐蚀混凝土及其制备方法，包括氧化石墨烯、海泡石、贝壳粉、水溶性硅酸盐、水泥和纳米二氧化硅纤维；其中氧化石墨烯边缘接枝有十八烷基胺，接枝率不低于75%；海泡石分子骨架中部分镁离子被氢离子取代，取代率不低于90%；而纳米二氧化硅纤维为短纤；在制备产品时，先将氧化石墨烯、海泡石、贝壳粉、水溶性硅酸盐和水泥混合倒入球磨罐，并加入氧化石墨烯质量1～3%的无水硫酸钠，球磨混合4～6h后，再加入纳米二氧化硅纤维，搅拌混合1～3h后，出料，即得。本发明所得产品具有良好的耐腐蚀性能，可在海水环境下保持长期的稳定。

技术领域

本发明涉及无机胶凝材料技术领域，具体是一种高防水耐腐蚀混凝土的制备方法。

背景技术

海洋环境下，用于混凝土维修的材料有很多，常用的有聚合物修补材料，环氧树脂修补材料和水泥基修补材料。有研究表明，在海洋环境下，虽然聚合物砂浆的粘结性能高于自密实水泥砂浆，但其耐久性比自密实水泥砂浆差；在海洋超细区，环氧树脂材料的粘结性能差于普通硅酸盐水泥。因此，与聚合物修补材料和环氧树脂修复材料相比，水泥基修补材料更适合用于海洋环境下混凝土结构的维修工程。虽然普通水泥粘结强度低，但通过添加膨胀剂、硅灰等来改善其性能，可以有效提高水泥基材料的粘结性能及耐久性。针对当前聚合物修补材料和环氧树脂修补材料普遍踩在耐久性差的问题，若能采用改性水泥作为混凝土裂缝和缺陷的修补材料，不仅可充分利用该材料的成本低、耐久性好的优势，而且还有可能大大提升混凝土结构的耐久性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高防水耐腐蚀混凝土的制备方法，以解决现有技术中的混凝土耐海水侵蚀性能差，持久性差的弊端。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高防水耐腐蚀混凝土，包括以下重量份数的原料组成：

氧化石墨烯 10～20份

海泡石 10～20份

贝壳粉 8～10份

水溶性硅酸盐 3～5份

水泥 20～60份

本发明技术方案在水泥体系中引入氧化石墨烯、海泡石、贝壳粉以及水溶性硅酸盐，首先，氧化石墨烯和海泡石皆为层状结构，其中，氧化石墨烯分子结构中含有亲水的边缘区以及疏水的共轭区，使得氧化石墨烯自身具有良好的乳化性能，有利于产品在使用过程中有效渗透进入缓凝土孔隙结构中，实现对混凝土内部缝隙的修复作用，另外，由于混凝土的水化过程实际是硅酸钙凝胶的形成过程，在此过程中，氧化石墨烯亲水一端可被亲水的硅酸钙凝胶吸附固定，并形成牢固化学键合，从而在水凝胶表面形成氧化石墨烯层，且使得氧化石墨烯的疏水共轭区留在表面，起到良好的防水效果，且石墨烯片层的自身强度高，润滑性能好，可有效避免混凝土在长期海水环境下的稳定性；而层状的海泡石在产品初次遇水混料时，会迅速溶胀并解散，形成的单体纤维或较小的纤维束无规律的分散，并于氧化石墨烯的片层结构形成具有流变性能的稳定悬浮液使得内部各组分之间可以稳定相容，在水化过程中各组分均匀存在，有效避免因为填料尤其是密度较大的填料在转运以及水泥水化过程中沉降引起的性能下降；

另外，贝壳粉的引入，可有效填充氧化石墨烯片层结构以及解离后的海泡石纤维束填充留下的孔隙，形成颗粒、平层以及纤维束共同构建的三维密实填充体系，且贝壳粉自身耐海水腐蚀，使得海水不容易侵蚀进入硬化后的混凝土内部，起到良好的耐久效果。

进一步的，所述氧化石墨烯为边缘接枝十八烷基胺的氧化石墨烯。

进一步的，所述氧化石墨烯边缘的十八烷基胺接枝率不小于75%。