[发明专利]一种纳米大体积混凝土抗裂剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种纳米大体积混凝土抗裂剂，属于混凝土外加剂技术领域。所述混凝土抗裂剂包括：氧化石墨烯35～55份，纳米氧化锌10～20份，纳米氧化镁5～15份，分散剂10～90份，去离子水500～2000份；所述氧化石墨烯为石墨粉末在强酸作用下通过强氧化剂氧化和剥离后形成的纳米片层；所述纳米氧化锌的平均粒径为20～50nm，纳米氧化镁的平均粒径为40～80nm。本发明还提供所述混凝土抗裂剂的制备方法。本发明混凝土抗裂剂，可以有效地降低大体积混凝土的水化热速率和延缓放热峰值，提高混凝土的强度、韧性和热扩散系数，减少混凝土的收缩，从而在根本上防止大体积混凝土裂缝的产生。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体为一种纳米大体积混凝土抗裂剂及其制备方法。

背景技术

随着建筑业的飞速发展，大体积混凝土越来越频繁地应用在高层、超高层、特殊功能的构筑物和大型设备基础等施工中。但大体积混凝土体积相对较大，表面系数较小，内部水泥遇水所产生的水化热较为集中，导致内部升温速度较快，就会和外部温度之间产生较大的温度差，导致温度应力的出现，进而产生裂缝问题。大体积混凝土裂缝的出现会严重影响建筑结构物的安全使用和耐久性。如何避免混凝土裂缝的产生，是当前大体积混凝土急需解决的问题。

目前防治大体积温度裂缝的产生，主要有优化混凝土配合比和控温措置。优化混凝土配合比主要有选择低水化热的水泥，降低胶凝材料用量，增加矿物掺合料的比例等方式；控温措施主要控制入模温度，在混凝土内部安装散热装置，加强混凝土表面保温保湿等。这些措施虽然能在一定程度上抑制混凝土裂缝的产生，但会增加施工难度，而且对质量控制要求高，在实际工程应用中，仍然有不少大体积混凝土结构产生裂缝。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种纳米基大体积混凝土抗裂剂及其制备方法，该抗裂剂可以有效地降低水化热速率和延缓放热峰值，提高混凝土的强度和韧性，减少混凝土的收缩，从而在根本上防止大体积混凝土的裂缝的产生。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种纳米大体积混凝土抗裂剂，以质量份数计，包括:氧化石墨烯35～55份，纳米氧化锌10～20份，纳米氧化镁5～15份，分散剂10～90份，去离子水500～2000份；

所述氧化石墨烯为石墨粉末在强酸作用下通过强氧化剂氧化和剥离后形成的纳米片层；所述纳米氧化锌的平均粒径为20～50nm，纳米氧化镁的平均粒径为40～80nm。

进一步，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠(SDBS)，十二烷基硫酸钠(AEA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚羧酸盐，聚丙烯酸钠盐中的一种或多种。

进一步，所述氧化石墨烯的制备方法为：在冰浴条件下，将H₂SO₄和NaNO₃混合，加入石墨粉末并不断搅拌，随后加入KMnO₄，并在室温下搅拌反应一段时间，最后经离心分离，酸洗和水洗，烘干得到。

进一步，以质量份数计，所述石墨粉末为1～15份，浓硫酸为50～200份，硝酸钠为1～10份，KMnO₄为10～25份。

一种纳米大体积混凝土抗裂剂的制备方法，所述制备方法为在室温下，将一部分分散剂加入去离子水中，加入氧化石墨烯，经超声得到均匀分散的氧化石墨烯混合液，然后加入纳米氧化锌和纳米氧化镁以及剩余的分散剂，持续超声，使纳米氧化锌和纳米氧化镁在氧化石墨烯混合液中均匀分散，即得到ZnO-MgO-GO纳米抗裂剂。