[发明专利]一种石墨烯基混凝土抗蚀剂及其应用

说明书

本发明公开了一种石墨烯基混凝土抗蚀剂及其制备方法、功能化氧化石墨烯其及制备方法、功能化石墨烯及其制备方法，其中，所述石墨烯基混凝土抗蚀剂，按重量份计，其原料组分包括：石墨烯碳材20～60份，醇胺类化合物10～50份，无机盐2～8份，膨胀剂1～6份，填充料5～10份，引气剂0.1～0.5份，水5～50份；所述石墨烯碳材为氧化石墨烯，或者为氧化石墨烯与石墨烯的混合物。实验研究表明，使用本发明的石墨烯混凝土抗蚀剂，混凝土抗硫酸盐侵蚀系数可达0.82以上，显著延长混凝土材料的服役寿命，可以带来显著的经济效益、社会效益。

技术领域

本发明属于土木工程材料领域，特别涉及了一种石墨烯基混凝土抗蚀剂及其应用。

背景技术

近年来，混凝土受硫酸盐腐蚀破坏已经成为影响国内外道路、桥梁等混凝土工程结构寿命的重要因素，对于长时间处于硫酸盐侵蚀和周围温湿度变化幅度较大环境中的混凝土构筑物，受硫酸盐侵蚀的破坏程度大、速度快。当混凝土结构受到硫酸盐侵蚀时，会出现体积膨胀、表面发白、从棱角处逐渐开裂并剥落的现象。同时，还会生成非凝胶产物，使硬化后的水泥石浆体严重软化而失去胶结能力，表现为力学强度严重降低，混凝土结构呈现出易碎甚至是松散的状态。因此，必须高度重视混凝土的抗硫酸盐侵蚀问题。

目前，提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的方法主要包括以下几个方面：1)调整水泥的矿物组成；2)掺加矿物掺合料；3)掺加外加剂。许多的研究表明，以上三种方法都对提高混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的能力具有一定的作用。但是这三种方法也存在缺陷，调整水泥的矿物组成，例如降低水泥熟料掺量、降低水胶比能够缓解混凝土硫酸盐侵蚀的速度，但并不能阻止硫酸根离子进入混凝土内部并发生相应的化学反应，即并不能从根本上解决混凝土硫酸盐侵蚀破坏问题的结论。掺加矿物掺合料来提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力也存在一些弊端，例如，掺加粉煤灰的缺点是会使混凝土的早期强度偏低，大掺量磨细矿粉会使混凝土自收缩偏大，稍有不慎可能造成混凝土收缩裂缝，从而使混凝土失去抗硫酸盐侵蚀的效果。掺加高效减水剂及膨胀剂只能延缓硫酸盐进入混凝土内部的速度，并不能提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。所以，目前的常用方法并没有从根本上解决混凝土受硫酸盐侵蚀的问题，在工程中仍然存在混凝土结构抗硫酸盐能力不足的问题。