CN106830858A - 一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新材料领域，涉及水泥基材料，尤其涉及一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，本发明提供了一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，由A、B双组分组成，其中A组分包括：水性树脂、去离子水、润湿剂、消泡剂、流平剂、防腐剂、改性石墨烯分散液；B组分包括：硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石英砂、纤维素醚、水泥减水剂、无机氟化物、短纤维。A、B组分以1:1搅拌均匀后配合施工。本发明的水泥自流平封闭材料中由于添加了石墨烯成分，其能够在较大程度上提高材料的表面密实度，增加材料强度，并且由于短纤维的加入缓解了材料干燥收缩时产生的裂缝，从而延长水泥自流平封闭材料的使用寿命。

Description

一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料
技术领域
本发明属于新材料领域，涉及水泥基材料，尤其涉及一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料。
背景技术
‘水泥基’是指以水泥作为胶凝材料的工程材料。混凝土、砂浆是最常见水泥基材料。有些材料如灌浆材料、涂料，可以使用有机胶凝材料，也可以使用无机胶凝材料，如果强调是水泥基的，例如水泥基灌浆材料、水泥基涂料，则表示是以水泥为胶凝材料的。
水泥基材料以硅酸盐水泥为基体，以耐碱玻璃纤维、通用合成纤维、各种陶瓷纤维、碳和芳纶等高性能纤维、金属丝以及天然植物纤维和矿物纤维为增强体，加入填料、化学助剂和水经复合工艺构成的复合材料。
它比一般混凝土性能有所提高。以短切的耐碱玻璃纤维约3％～10％含量的复合材料为例，其密度为1600～2500kg/m3，抗冲强度8.0～24.5N·mm/mm2，压缩强度48～83MPa，热膨胀系数为(11～16)×10-6K-1。性能随所用原材料、配比、工艺和养护条件而异。
水泥基材料是目前世界范围内用量最大的建筑材料，我国混凝土用量占到世界的50％以上，生产这些水泥基材料需要消耗大量资源并产生巨大的环境污染，提高水泥基材料的强度和使用寿命是减少资源消耗和污染的有效途径之一。
发明内容
本发明针对上述的问题，提供了一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，
一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，包括A组分和B组分，
所述A组分按质量份数具体包括：
所述B组分分按质量份数具体包括：
所述A组分：B组分为1：1；
其改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料则是由1：1的A组分和B组分混合制备而成。
作为优选，所述水性树脂为单组份的水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂中的一种或几种。
作为优选，所述润湿剂为聚氧化乙烯脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基苯基醚、聚氧化乙烯琥珀酸酯中的一种或几种；所述消泡剂为磷酸三丁酯、正辛醇、硅油中的一种或几种；所述的流平剂为有机改性聚硅氧烷或聚二甲基硅氧烷；所述的防腐剂为涂料类杀菌防腐剂。
作为优选，所述改性石墨烯分散液为由氧化石墨烯水溶液、可溶性钙盐、硅酸盐混合加热搅拌进行反应得到的表面生长有硅酸钙纳米颗粒的片状石墨烯分散液。
作为优选，所述硅酸盐水泥为无结块、细度均匀的标号大于或等于42.5的硅酸盐水泥；所述的硫铝酸盐水泥为无结块、细度均匀的标号大于或等于42.5的硫铝酸盐水泥。
作为优选，所述石英砂的目数为120-200。
作为优选，所述纤维素醚为甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚中的一种或几种。
作为优选，所述水泥减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂、蔡系减水剂、脂肪族减水剂、氨基减水剂和聚梭酸减水剂中的一种或几种。
作为优选，所述无机氟化物为氟化钠、氟化钙、氟化镁和氟化钡中的一种或几种。
作为优选，所述的短纤维为长度小于3mm的陶瓷纤维、纤维素纤维、石棉绒纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、腈纶纤维、芳纶纤维、氨纶纤维和碳纤维中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明中改性石墨烯分散液的加入使水泥自流平封闭材料的界面过渡区孔结构得以改善，增加了孔洞的密实性，使水泥自流平封闭材料的韧性和强度都有了较大提高，增加了水泥自流平封闭材料的耐磨性能以及抗折抗压性能。同时短纤维的加入也缓解了因收缩产生的裂缝，从而延长了水泥自流平封闭材料的使用寿命。另一方面，本发明添加了无机氟化物，由于其表面能高而具有自清洁、耐污染等性能，能够提高水泥自流平封闭材料的耐油污及耐老化性能。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
近年来，通过添加碳材料来增强水泥产品的性能，已经成为制备新型水泥建筑材料的新思路。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。据相关文献研究表明，掺入氧化石墨烯能使水泥砂浆界面过渡区孔结构得以改善，对水泥砂浆的韧性和强度都有所提高。研究发现，氧化石墨烯可以促使水泥水化产物形成花朵形的水化产物，针状棒状微晶体相互交叉渗透，使得水泥砂浆具有较好的抗折抗压强度。
故此，本发明提供了一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，对于该发明中的A组分和B组分的具体包括，其水性树脂选用水性丙烯酸树脂，润湿剂选用聚氧化乙烯烷基苯基醚，消泡剂选用磷酸三丁酯：硅油＝1:1，流平剂选用聚二甲基硅氧烷，防腐剂选用异噻唑啉酮，硅酸盐水泥选用42.5硅酸盐水泥，硫铝酸盐水泥选用42.5硫铝酸盐水泥，石英砂选用200目石英砂，纤维素醚选用羟乙基甲基纤维素醚，水泥减水剂选用聚梭酸减水剂，无机氟化物选用氟化钙，短纤维选用PP短纤维。
实施例1
一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，有1:1的A组分和B组分混合制备而成，其A组分按质量份数具体包括：水性树脂40份，去离子水10份，润湿剂1份，消泡剂0.1份，流平剂0.5份，防腐剂0.1，改性石墨烯分散液1份；其B组分按质量份数具体包括：硅酸盐水泥30份，硫铝酸盐水泥10份，石英砂30份，纤维素醚1份，水泥减水剂1份，无机氟化物5份，短纤维1份。
实施例2
一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，有1:1的A组分和B组分混合制备而成，其A组分按质量份数具体包括：水性树脂50份，去离子水15份，润湿剂1.2份，消泡剂0.3份，流平剂0.6份，防腐剂0.2，改性石墨烯分散液3份；其B组分按质量份数具体包括：硅酸盐水泥38份，硫铝酸盐水泥13份，石英砂38份，纤维素醚2份，水泥减水剂3份，无机氟化物8份，短纤维3份。
实施例3
一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，有1:1的A组分和B组分混合制备而成，其A组分按质量份数具体包括：水性树脂67.9份，去离子水20份，润湿剂2份，消泡剂1份，流平剂1份，防腐剂0.1，改性石墨烯分散液8份；其B组分按质量份数具体包括：硅酸盐水泥35份，硫铝酸盐水泥10份，石英砂35份，纤维素醚2份，水泥减水剂8份，无机氟化物5份，短纤维5份。
实施例4
一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，有1:1的A组分和B组分混合制备而成，其A组分按质量份数具体包括：水性树脂60份，去离子水20份，润湿剂1.8份，消泡剂0.8份，流平剂0.8份，防腐剂0.4份，改性石墨烯分散液7份；其B组分按质量份数具体包括：硅酸盐水泥45份，硫铝酸盐水泥18份，石英砂45份，纤维素醚4份，水泥减水剂8份，无机氟化物13份，短纤维7份。
实施例5
一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，有1:1的A组分和B组分混合制备而成，其A组分按质量份数具体包括：水性树脂70份，去离子水30份，润湿剂2份，消泡剂1份，流平剂1份，防腐剂0.5，改性石墨烯分散液10份；其B组分按质量份数具体包括：硅酸盐水泥50份，硫铝酸盐水泥20份，石英砂50份，纤维素醚5份，水泥减水剂15份，无机氟化物15份，短纤维10份。
实施例1至5，各组分经计量后混磨至比表面积300～330m2/kg，胶砂强度汇总于下表，该表格中也有利用现有水泥基材料的效果。
从上面表格可以看出，本发明中的改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，无论是抗压强度，还是抗折强度，都远远高于现有的水泥基材料。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，包括A组分和B组分，其特征在于，
所述A组分按质量份数具体包括：
所述B组分分按质量份数具体包括：
所述A组分：B组分为1：1。
2.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，其特征在于，所述水性树脂为单组份的水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，其特征在于，所述润湿剂为聚氧化乙烯脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基苯基醚、聚氧化乙烯琥珀酸酯中的一种或几种；所述消泡剂为磷酸三丁酯、正辛醇、硅油中的一种或几种；所述的流平剂为有机改性聚硅氧烷或聚二甲基硅氧烷；所述的防腐剂为涂料类杀菌防腐剂。
4.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，其特征在于，所述改性石墨烯分散液为由氧化石墨烯水溶液、可溶性钙盐、硅酸盐混合加热搅拌进行反应得到的表面生长有硅酸钙纳米颗粒的片状石墨烯分散液。
5.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，其特征在于，所述硅酸盐水泥为无结块、细度均匀的标号大于或等于42.5的硅酸盐水泥；所述的硫铝酸盐水泥为无结块、细度均匀的标号大于或等于42.5的硫铝酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，其特征在于，所述石英砂的目数为120-200。
7.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，其特征在于，所述纤维素醚为甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，其特征在于，所述水泥减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂、蔡系减水剂、脂肪族减水剂、氨基减水剂和聚梭酸减水剂中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，其特征在于，所述无机氟化物为氟化钠、氟化钙、氟化镁和氟化钡中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯复合水泥自流平封闭材料，其特征在于，所述的短纤维为长度小于3mm的陶瓷纤维、纤维素纤维、石棉绒纤维、玻璃纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、腈纶纤维、芳纶纤维、氨纶纤维和碳纤维中的一种或几种。
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