[发明专利]一种石墨烯复合矿山废渣生产绿色环保混凝土的方法

说明书

本发明公开了一种使用石墨烯复合矿山废渣生产绿色环保混凝土的方法，包括如下步骤：矿山废渣改性、激发剂前驱体的制备、混凝土的制备。石墨烯复合矿山废渣的激发剂作用于水泥混凝土制备中，其中废渣中的大量含钙离子与氧化石墨烯作用形成络合，消除了石墨烯亲水性能不一的影响，增加了石墨烯在水泥中的分散均匀度；同时在混凝土的激发阶段，氧化石墨烯表面的环氧和羟基官能团与水泥中的硅酸钙水合物进行化学键合，促进水泥中硅酸钙的快速生长，并提高了最终混凝土产品的强度。

技术领域

本发明涉及一种生产绿色环保混凝土的技术，具体地涉及一种使用石墨烯作为改性激发剂生产混凝土的技术，更具体地涉及一种使用石墨烯复合矿山废渣加入水泥生产绿色环保混凝土的技术。

背景技术

混凝土在施工过程中，从水化引起的凝结硬化到预期的强度需要一段较长的时间，掺加改性激发剂可以显著提高混凝土强度，促进水泥中的硅酸钙的水化速度，从而缩短养护时间。改性激发剂又叫早强剂、促强剂，它能够调节混凝土凝结、硬化速度。尤其在冬期施工时或有激发要求的混凝土工程中一般需要添加激发剂，以缩短脱模和养护时间，加快施工进度。改性激发剂有碱激发(氧化钙、氢氧化钠)、硫酸盐激发(石膏、元明粉)、氯盐激发(氯化钠、氯化钙)等。目前的激发剂存在的问题是用料单一，以上碱、盐等无机物掺入较多时会导致一些不良后果，如泛白、钢筋锈蚀及因碱骨料反应破坏混凝土耐久性等。

因此现有技术中，已有研究在开发新型的混凝土改性激发剂，其中就包括石墨烯。石墨烯，特别是氧化石墨烯(Graphene Oxide，GO)，微观结构为片层状，其表面含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。目前现有技术中就存在使用石墨烯或氧化石墨烯作为改性激发剂，来改性水泥、混凝土强度的研究。

CN103466985A公开了一种石墨烯水泥增强剂，其各组分的质量份数配比为：三乙醇胺15-40份、乙二醇5-20份、乙酸钠5-20份、石墨烯10-40份、水泥抗渗防水剂2-10份、水50-100份，其中优选配比为：三乙醇胺20-30份、乙二醇8-15份、乙酸钠10-15份、石墨烯20-35份、水泥抗渗防水剂5-8份、水60-80份。本发明生产工艺简单，成本低廉。在同等条件下，加入本发明的石墨烯水泥增强剂，水泥强度得到有效增强，混合材料掺投量得到大幅度提高，即降低了水泥生产成本，又达到节能环保的目的。

CN106431137A本发明公布了一种石墨烯混凝土及其制备方法，所述石墨烯混凝土配方为：氧化石墨烯0.2-0.5kg/m³，水150-200kg/m³，水泥395-415kg/m³，粉煤灰50-70kg/m³，硅灰10-40kg/m³，碎石1000-1200kg/m³，细砂600-700kg/m³，减水剂4.5-7kg/m³。利用氧化石墨烯制备混凝土时，氧化石墨烯的片层结构上丰富的含氧活性基团为混凝土中水泥的水化产物的形成提供了生长点，同时，氧化石墨烯的大比表面积为混凝土中的水泥水化产物起到模板作用。在混凝土微观结构中孔洞和缝隙等结构缺陷处，水泥水化晶体规律性生长为花状晶体簇结构并相互贯穿成三维立体结构，填补了混凝土微观缺陷从而提高其力学性能和耐久性能。