[发明专利]一种纳米碳点改性混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及混凝土技术领域，特别是涉及一种纳米碳点改性混凝土及其制备方法，该纳米碳点改性混凝土由以下原料组成，硅酸盐水泥70‑110份，水40‑80份，河砂60‑100份，骨料270‑400份，粉煤灰10‑15份，矿粉10‑20份，硅灰10‑20份，二氧化硅1‑3份，纳米碳点1‑5份，减水剂1‑3份，该混凝土具有水化速度快、水化均匀和强度好的优点；该纳米碳点改性混凝土的制备方法通过将各组分搅拌混合，即可获得强度增强的混凝土，具有容易操作，适合于大规模生产应用的优点。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，特别是涉及一种纳米碳点改性混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是现代基础设施建设中使用最广泛及用量最大的建筑材料，随着其应用领域的不断扩展和工程环境的复杂性和多样性，对混凝土材料的性能要求也不断提高，其中强度是衡量混凝土性能最基本也最主要的一项指标。

利用纳米材料作为改性材料，可有效改善和提高混凝土的强度、抗渗性及耐久性等性能。但是，现有的纳米材料在应用中仍存在不足之处：现有纳米材料的比表面积和比表面能很大，会增大混凝土成型过程的需水量；一些纳米颗粒在水中的分散性不好，在水泥基材料中容易出现团聚现象，使混凝土局部产生性能薄弱区。

中国专利202010820852.0公开了一种高强度白色混凝土，其公开了采用氯钯酸钠和碳量子点，其中氯钯酸钠吸收大量的热，延缓白色硅酸盐水泥的放热速率，降低混凝土内部与外部的温度梯度，防止白色硅酸盐水泥的早期开裂；同时氯钯酸钠与碳量子点形成协同作用，氯钯酸钠的金属阳离子接枝在碳量子点上，抑制冰核的产生。由此可见，该专利提高混凝土的制备工艺仅适用于白色混凝土，对于普通混凝土而言，由于氯钯酸钠接枝碳量子点减少了成核位点，将会延迟混凝土的水化时间，降低普通混凝土的密实度和强度。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术不足之处而提供一种纳米碳点改性混凝土，该混凝土具有水化速度快、水化均匀和强度好的优点。

本发明的目的之二在于提供一种纳米碳点改性混凝土的制备方法。

本发明的目的之一通过以下技术方案实现：

提供一种纳米碳点改性混凝土，由以下原料组成，

硅酸盐水泥70-110份，水40-80份，河砂60-100份，骨料270-400份，粉煤灰10-15份，矿粉10-20份，硅灰10-20份，二氧化硅1-3份，纳米碳点1-5份，减水剂1-3份。

上述原料中：硅酸盐水泥、水、河砂、骨料、粉煤灰、矿粉、硅灰、二氧化硅和减水剂作为混凝土的基础组分，纳米碳点作为结构调控剂，其中纳米碳点作为纳米改性材料加入水泥基材料中，由于碳点表面具有较多修饰位点，碳点良好的水溶性及分散性可使其均匀分散在水泥基材料中，而碳点在水泥基材料的水化过程中可以作为晶核，为水化产物的生长提供大量的成核位点，并有效控制CH晶体的粒径，促进水泥水化，形成更多的C-S-H凝胶，提高混凝土微观结构的密实度，从而提高混凝土的抗压强度。由于该混凝土原料没有大量的金属阳离子，碳点能有效提供成核位点，提高混凝土水化速度、水化均匀度，进而提高混凝土的强度。

在一些实施方式中，硅酸盐水泥80-100份，水60-70份，河砂70-80份，骨料350-400份，粉煤灰12-13份，矿粉15-18份，硅灰15-20份，二氧化硅2-3份，纳米碳点2-4份，减水剂2-3份。

在一些实施方式中，所述二氧化硅是微米级二氧化硅。微米级二氧化硅提高了混凝土的混料均匀度。

在一些实施方式中，所述减水剂是木质素磺酸钠盐减水剂、萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种或任意两种以上的组合。

本发明的一种纳米碳点改性混凝土有益效果：