CN112876152A - 一种新型石墨烯干混砂浆及其制备方法 - Google Patents

一种新型石墨烯干混砂浆及其制备方法 Download PDF

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杨扬
张臣
欧阳坚
王金泉
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Abstract

本发明公开了一种新型石墨烯干混砂浆及其制备方法，所述一种新型石墨烯干混砂浆，包括如下原料：石墨烯、黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂以及添加剂；且各原料的份数重量配比为：石墨烯0.02～0.5、黄沙68～76％、水泥10～22％、粉煤灰3～10％、减水剂1.5～3％以及添加剂1～2％。本发明通过在普通干混砂浆内添加石墨烯制成石墨烯干混砂浆，提升干混砂浆的性能，同时通过添加不同比重的石墨烯得到的干混砂浆具有不同的特性，满足某些特殊要求的工程要求，增加了干混砂浆功能的多样性，在生产石墨烯干混砂浆时，添加不同比重的石墨烯，不仅可以最大限度的提升干混砂浆的某种性能，解决了传统干混砂浆性能差，且功能单一的问题。

Description

一种新型石墨烯干混砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及砂浆技术领域，具体为一种新型石墨烯干混砂浆及其制备方法。
背景技术
用无机胶凝材料与细集料和水按比例拌和而成，也称灰浆，用于砌筑和抹灰工程，可分为砌筑砂浆和抹面砂浆，前者用于砖、石块、砌块等的砌筑以及构件安装；后者则用于墙面、地面、屋面及梁柱结构等表面的抹灰，以达到防护和装饰等要求，普通砂浆材料中还有的是用石膏、石灰膏或粘土掺加纤维性增强材料加水配制成膏状物，称为灰、膏、泥或胶泥。
砂浆在建筑工程中使用量比较大，且在建筑工程的啊各个领域都有使用，传统的干混砂浆内部密实性较差，孔缝较多，内部晶体不致密，致使其各项性能相对较差，同时无法满足某些有特殊要求的工程难以使用，造成特殊工程质量的安全隐患，传统干混砂浆性能较差，且功能单一。
因此亟需设计一种新型石墨烯干混砂浆及其制备方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型石墨烯干混砂浆及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的传统干混砂浆性能差，且功能单一的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型石墨烯干混砂浆，包括如下原料：
石墨烯、黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂以及添加剂；
且各原料的份数重量配比为：
石墨烯0.02～0.5、黄沙68～76％、水泥10～22％、粉煤灰3～10％、减水剂1.5～3％以及添加剂1～2％。
一种新型石墨烯干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：制备干混砂浆
(一)原料处理
将黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂分别添加入烘干箱，随后将烘干的黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行研磨过筛处理，并将研磨后的黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂放置在一旁备用并秤重；
(二)加工过程
随后使用者将研磨后的黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂按照相应配比添加入搅拌机中，并持续搅拌；
步骤二：制备石墨烯
将膨胀石墨和水添加入反应釜中，同时添加乳化剂进入反应釜，待反应釜中反应完全，将混合溶液添加入微射流均质机；
通过微射流均质机得到石墨烯浆料，同时将石墨烯浆料烘干，得到石墨烯；
步骤三：制备石墨烯干混砂浆
使用者使用电子秤将石墨烯分成若干等份，随后依次将石墨烯添加入搅拌机中，并保持搅拌，同时待完全混合均匀后取含有不同比重石墨烯的石墨烯干混砂浆若干，随后将混合后的石墨烯干混砂浆进行袋装储存；
步骤四：实验分析
将不同时段从搅拌机中取出的不同石墨烯比重的石墨烯干混砂浆进行称重，取不同比重的等重量石墨烯干混砂浆与同质量的水进行混合，随后将不同比重的石墨烯干混砂浆浆料分别进行砂浆28天立方体抗压强度、砂浆14天拉伸粘结强度、抗渗压力和15次冻融循环强度损失率的实验，得到实验数据，如图1所示。
优选的，所述步骤一(一)中对黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行烘干，烘干箱的温度保持在30℃左右，同时对黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行搅拌翻转。
优选的，所述步骤一(二)中的搅拌机采用伺服电机，且搅拌时间保持在20～25min，且搅拌机的转速保持在300～350r/min。
优选的，所述步骤二中反应釜中的反应时间保持在1～1.5d，所述微射流均质机采用油压提供动力，且压力保持在300Mbar。
优选的，所述步骤二中对石墨烯浆料进行烘干采用真空干燥箱对其进行完全干燥，且真空干燥箱内的温度保持在40℃左右。
优选的，所述步骤三中待取出不同比重石墨烯的石墨烯干混砂浆后再将石墨烯添加入搅拌机中，并待完全混合均匀后再进行取样。
优选的，所述将得到的石墨烯干混砂浆袋装后置于干燥通风处储存，且储存温度保持在15～20℃。
优选的，所述步骤三中的不同实验应该处于同一实验场地中进行，且保持场地的湿度、温度一致。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该新型石墨烯干混砂浆及其制备方法通过在普通干混砂浆内添加石墨烯制成石墨烯干混砂浆，提升干混砂浆的性能，同时通过添加不同比重的石墨烯得到的干混砂浆具有不同的特性，满足某些特殊要求的工程要求，增加了干混砂浆功能的多样性，在生产石墨烯干混砂浆时，根据具有的用途，添加不同比重的石墨烯，不仅可以最大限度的提升干混砂浆的某种性能，而且可以降低石墨烯的使用，缩减成本，解决了传统干混砂浆性能差，且功能单一的问题。
2、该新型石墨烯干混砂浆及其制备方法通过烘干箱采用低温烘干，避免高温改变黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂的性能，造成制备的砂浆质量无法保障，严重的影响工程质量的安全，增加了工程支出的预算，通过在烘干箱内对黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行搅拌翻转，加快了黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂等材料的烘干速度，通过搅拌机采用伺服电机作为动力源，提升搅拌机的搅拌效率，搅拌时间保持在20～25min和搅拌机的转速保持在300～350r/min，便于对黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行充分搅拌混合，使黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂混合均匀，通过反应釜中的反应时间保持在1～1.5d，便于膨胀石墨吸水膨胀，降低石墨的降低，方便对石墨进行分离制得石墨烯，通过微射流均质机采用油压提供动力，且压力保持在300Mbar的配合，便于增加压力，使得到的石墨烯粒子更加细腻。
3、该新型石墨烯干混砂浆及其制备方法通过真空干燥箱对石墨烯浆料进行烘干，避免石墨烯高温下与空气中的气体成分进行反应，降低石墨烯的纯度，造成制成的石墨烯干混砂浆质量不达标，无法达到预定的性能，造成工程质量不达标，影响工程建设的进展，通过待取出不同比重石墨烯的石墨烯干混砂浆后再将石墨烯添加入搅拌机中，并待完全混合均匀后再进行取样，方便对不同石墨烯比重的石墨烯干混砂浆进行取样，同时保障取样得到的石墨烯干混砂浆均匀度保持一致，降低误差对实验的影响，通过将得到的石墨烯干混砂浆袋装后置于干燥通风处储存，且储存温度保持在15～20℃，避免石墨烯干混砂浆吸收空气中的水分凝结成块，影响砂浆的质量，通过不同实验应该处于同一实验场地中进行，且保持场地的湿度、温度一致的配合，便于实验处于同一实验环境进行操作，避免实验环境对实验结果造成影响。
附图说明
图1为本发明的石墨烯干混砂浆试验结果示意图；
图2为本发明的***流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：
一种新型石墨烯干混砂浆，包括如下原料：
石墨烯、黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂以及添加剂；
且各原料的份数重量配比为：
石墨烯0.02～0.5、黄沙68～76％、水泥10～22％、粉煤灰3～10％、减水剂1.5～3％以及添加剂1～2％，通过在普通干混砂浆内添加石墨烯制成石墨烯干混砂浆，提升干混砂浆的性能，同时通过添加不同比重的石墨烯得到的干混砂浆具有不同的特性，满足某些特殊要求的工程要求，增加了干混砂浆功能的多样性，在生产石墨烯干混砂浆时，根据具有的用途，添加不同比重的石墨烯，不仅可以最大限度的提升干混砂浆的某种性能，而且可以降低石墨烯的使用，缩减成本，解决了传统干混砂浆性能差，且功能单一的问题。
一种新型石墨烯干混砂浆的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：制备干混砂浆
(一)原料处理
将黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂分别添加入烘干箱，随后将烘干的黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行研磨过筛处理，并将研磨后的黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂放置在一旁备用并秤重；
(二)加工过程
随后使用者将研磨后的黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂按照相应配比添加入搅拌机中，并持续搅拌；
步骤二：制备石墨烯
将膨胀石墨和水添加入反应釜中，同时添加乳化剂进入反应釜，待反应釜中反应完全，将混合溶液添加入微射流均质机；
通过微射流均质机得到石墨烯浆料，同时将石墨烯浆料烘干，得到石墨烯；
步骤三：制备石墨烯干混砂浆
使用者使用电子秤将石墨烯分成若干等份，随后依次将石墨烯添加入搅拌机中，并保持搅拌，同时待完全混合均匀后取含有不同比重石墨烯的石墨烯干混砂浆若干，随后将混合后的石墨烯干混砂浆进行袋装储存；
步骤四：实验分析
将不同时段从搅拌机中取出的不同石墨烯比重的石墨烯干混砂浆进行称重，取不同比重的等重量石墨烯干混砂浆与同质量的水进行混合，随后将不同比重的石墨烯干混砂浆浆料分别进行砂浆28天立方体抗压强度、砂浆14天拉伸粘结强度、抗渗压力和15次冻融循环强度损失率的实验，得到实验数据，如图1所示。
步骤一(一)中对黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行烘干，烘干箱的温度保持在30℃左右，同时对黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行搅拌翻转，通过烘干箱采用低温烘干，避免高温改变黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂的性能，造成制备的砂浆质量无法保障，严重的影响工程质量的安全，增加了工程支出的预算，通过在烘干箱内对黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行搅拌翻转，加快了黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂等材料的烘干速度。
步骤一(二)中的搅拌机采用伺服电机，且搅拌时间保持在20～25min，且搅拌机的转速保持在300～350r/min，通过搅拌机采用伺服电机作为动力源，提升搅拌机的搅拌效率，搅拌时间保持在20～25min和搅拌机的转速保持在300～350r/min，便于对黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行充分搅拌混合，使黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂混合均匀。
步骤二中反应釜中的反应时间保持在1～1.5d，微射流均质机采用油压提供动力，且压力保持在300Mbar，通过反应釜中的反应时间保持在1～1.5d，便于膨胀石墨吸水膨胀，降低石墨的降低，方便对石墨进行分离制得石墨烯，通过微射流均质机采用油压提供动力，且压力保持在300Mbar的配合，便于增加压力，使得到的石墨烯粒子更加细腻。
步骤二中对石墨烯浆料进行烘干采用真空干燥箱对其进行完全干燥，且真空干燥箱内的温度保持在40℃左右，通过真空干燥箱对石墨烯浆料进行烘干，避免石墨烯高温下与空气中的气体成分进行反应，降低石墨烯的纯度，造成制成的石墨烯干混砂浆质量不达标，无法达到预定的性能，造成工程质量不达标，影响工程建设的进展。
步骤三中待取出不同比重石墨烯的石墨烯干混砂浆后再将石墨烯添加入搅拌机中，并待完全混合均匀后再进行取样，通过待取出不同比重石墨烯的石墨烯干混砂浆后再将石墨烯添加入搅拌机中，并待完全混合均匀后再进行取样，方便对不同石墨烯比重的石墨烯干混砂浆进行取样，同时保障取样得到的石墨烯干混砂浆均匀度保持一致，降低误差对实验的影响。
将得到的石墨烯干混砂浆袋装后置于干燥通风处储存，且储存温度保持在15～20℃，通过将得到的石墨烯干混砂浆袋装后置于干燥通风处储存，且储存温度保持在15～20℃，避免石墨烯干混砂浆吸收空气中的水分凝结成块，影响砂浆的质量。
步骤三中的不同实验应该处于同一实验场地中进行，且保持场地的湿度、温度一致，通过不同实验应该处于同一实验场地中进行，且保持场地的湿度、温度一致的配合，便于实验处于同一实验环境进行操作，避免实验环境对实验结果造成影响。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种新型石墨烯干混砂浆，其特征在于：包括如下原料：
石墨烯、黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂以及添加剂；
且各原料的份数重量配比为：
石墨烯0.02～0.5、黄沙68～76％、水泥10～22％、粉煤灰3～10％、减水剂1.5～3％以及添加剂1～2％。
2.根据权利要求1所述的一种新型石墨烯干混砂浆的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：制备干混砂浆
(一)原料处理
将黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂分别添加入烘干箱，随后将烘干的黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行研磨过筛处理，并将研磨后的黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂放置在一旁备用并秤重；
(二)加工过程
随后使用者将研磨后的黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂按照相应配比添加入搅拌机中，并持续搅拌；
步骤二：制备石墨烯
将膨胀石墨和水添加入反应釜中，同时添加乳化剂进入反应釜，待反应釜中反应完全，将混合溶液添加入微射流均质机；
通过微射流均质机得到石墨烯浆料，同时将石墨烯浆料烘干，得到石墨烯；
步骤三：制备石墨烯干混砂浆
使用者使用电子秤将石墨烯分成若干等份，随后依次将石墨烯添加入搅拌机中，并保持搅拌，同时待完全混合均匀后取含有不同比重石墨烯的石墨烯干混砂浆若干，随后将混合后的石墨烯干混砂浆进行袋装储存；
步骤四：实验分析
将不同时段从搅拌机中取出的不同石墨烯比重的石墨烯干混砂浆进行称重，取不同比重的等重量石墨烯干混砂浆与同质量的水进行混合，随后将不同比重的石墨烯干混砂浆浆料分别进行砂浆28天立方体抗压强度、砂浆14天拉伸粘结强度、抗渗压力和15次冻融循环强度损失率的实验，得到实验数据，如图1所示。
3.根据权利要求2所述的一种新型石墨烯干混砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤一(一)中对黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行烘干，烘干箱的温度保持在30℃左右，同时对黄沙、水泥、粉煤灰、减水剂和添加剂进行搅拌翻转。
4.根据权利要求2所述的一种新型石墨烯干混砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤一(二)中的搅拌机采用伺服电机，且搅拌时间保持在20～25min，且搅拌机的转速保持在300～350r/min。
5.根据权利要求2所述的一种新型石墨烯干混砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤二中反应釜中的反应时间保持在1～1.5d，所述微射流均质机采用油压提供动力，且压力保持在300Mbar。
6.根据权利要求2所述的一种新型石墨烯干混砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤二中对石墨烯浆料进行烘干采用真空干燥箱对其进行完全干燥，且真空干燥箱内的温度保持在40℃左右。
7.根据权利要求2所述的一种新型石墨烯干混砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤三中待取出不同比重石墨烯的石墨烯干混砂浆后再将石墨烯添加入搅拌机中，并待完全混合均匀后再进行取样。
8.根据权利要求2所述的一种新型石墨烯干混砂浆的制备方法，其特征在于：所述将得到的石墨烯干混砂浆袋装后置于干燥通风处储存，且储存温度保持在15～20℃。
9.根据权利要求2所述的一种新型石墨烯干混砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的不同实验应该处于同一实验场地中进行，且保持场地的湿度、温度一致。
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