水泥基复合浆料及其制备方法

本申请属于水泥复合材料，尤其涉及一种水泥基复合浆料及其制备方法。

背景技术：

1、对于沿海地区，许多岛屿远离大陆，如果所有的原材料都通过从陆运或者船运的方式运输，建设成本将会很高，而且建设周期会很长。如果可以充分利用海砂资源在当地生产混凝土，就地取材，可以减少原材料的长途运输，从而降低施工成本和工期。因此，海砂资源的有效利用对推进海洋经济发展具有重要意义。

2、然而，海砂表面含有大量的氯离子，当氯离子含量达到某一临界值时，氯离子将会破坏钢筋表面的钝化膜，导致钢筋受到侵蚀，从而造成钢筋混凝土结构的劣化与失效，降低其服役寿命，因此限制了海砂的实际应用。若能将海砂混凝土孔隙中的氯离子含量降低至规范要求以下，将有效解决海砂表面高氯离子浓度造成的耐久性问题。目前，主要通过海砂的淡化处理技术或纤维复合增强材料(frp)来使海砂满足实际工程建设的要求。但是大量海砂的淡化处理或使用frp筋材将大大增加工程建设成本，使海砂难以应用于实际工程中。

3、因此，有必要开发一种氯离子浸出少、力学性能好和服役寿命长的海砂水泥基复合材料。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种水泥基复合浆料及其制备方法，旨在解决现有的海砂水泥基复合材料存在氯离子浓度高容易造成钢筋混凝土结构劣化与失效的问题。

2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供一种水泥基复合浆料，包括如下重量份的组分：

4、

5、第二方面，本申请提供一种水泥基复合浆料的制备方法，包括以下步骤：

6、称取本申请提供的水泥基复合浆料中的各原料组分；

7、将水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、减水剂和水进行混合处理，得到水泥基复合浆料。

8、与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：

9、本申请第一方面提供的水泥基复合浆料，其原料包括一定重量份的水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、减水剂和水。氧化石墨烯包覆的海砂一方面可以降低海砂表面的氯离子浸出，降低水泥基复合材料中的氯离子浓度，另一方面由于氧化石墨烯具有较大的比表面积和表面含氧官能团，能为水化产物提供生长位点并起到模板作用，能调控和促进水泥发生水化反应生成水化硅酸钙(c-s-h)和弗里德尔盐盐(friedel’s salt、3cao·al2o3·cacl2·10h2o)，提升吸附氯离子的能力，从而可以进一步降低水泥基复合材料孔隙中的游离氯离子含量，因此，可以有效防止氯离子破坏钢筋表面的钝化膜，改善水泥基复合材料的微观结构和延长服役寿命。减水剂可以增加水泥基复合浆料的流动性，改善水泥基复合材料的结构和强度。另外，还可以避免氧化石墨烯直接掺入水泥砂浆中造成团聚和分散性差的问题，促进氧化石墨烯在海砂水泥基复合材料中的应用。

10、本申请第二方面提供的水泥基复合浆料的制备方法，通过将水泥、氧化石墨烯包覆的海砂、减水剂和水进行混合处理得到水泥基复合浆料，该制备方法实现将沿海地区的海砂用于实际工程建设中，使制得的水泥基复合浆料具有成本低、力学强度高以及实用性强等优点，这对于加强我国海洋资源开发和利用具有重要意义。

技术特征：

1.一种水泥基复合浆料，其特征在于，包括如下重量份的组分：

2.如权利要求1所述的水泥基复合浆料，其特征在于，包括如下重量份的下列组分：

3.如权利要求1所述的水泥基复合浆料，其特征在于，所述氧化石墨烯包覆的海砂中，氧化石墨烯和海砂的质量比为(0.003～0.01)：1；和/或

4.如权利要求3所述的水泥基复合浆料，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、β-甲氧乙氧基硅烷中的至少一种；和/或

5.如权利要求1～4任一项所述的水泥基复合浆料，其特征在于，所述海砂中的氯含量为0.06～0.09wt％；和/或

6.一种水泥基复合浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯包覆的海砂的制备步骤包括：

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液的浓度为3～5g/l；和/或

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一干燥处理的条件包括：温度为60～80℃，时间为4～6h；和/或

10.如权利要求7～9任一项所述的制备方法，其特征在于，将所述水泥、所述氧化石墨烯包覆的海砂、所述减水剂和水进行混合处理的步骤包括：

技术总结
本申请涉及水泥复合材料技术领域，提供了一种水泥基复合浆料及其制备方法，包括如下重量份的组分：100～300份水泥，450～650份氧化石墨烯包覆的海砂，1～15份减水剂，50～250份水。本申请提供的水泥基复合浆料，氧化石墨烯包覆的海砂一方面能降低海砂表面的氯离子浸出，降低水泥基复合材料的氯离子浓度，另一方面因氧化石墨烯具有较大比表面积和表面含氧官能团，能为水化产物提供生长位点并起到模板作用，能促进水泥发生水化反应生成水化硅酸钙和弗里德尔盐，提升吸附氯离子的能力，从而进一步降低水泥基复合材料孔隙中游离氯离子含量，因此能防止氯离子破坏钢筋表面的钝化膜，改善水泥基复合材料的微观结构和延长服役寿命。

技术研发人员：龙武剑,罗盛禹,张轩翰,罗启灵,冯甘霖,李利孝
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12