一种石墨烯改性混凝土缓凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于混凝土外加剂技术领域，涉及到一种石墨烯改性混凝土缓凝剂及其制备方法。本发明专利技术所述的缓凝剂组成包括：石墨烯10～40份、乙二胺四乙酸盐5～35份、甲酸盐10～30份、溴化钙10～35份、尿素10～20份。本发明专利技术具有在延缓混凝土凝结时间的同时，提升混凝土强度增长速度，提高混凝土各龄期强度的特点。

A kind of concrete retarder modified by graphene and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯改性混凝土缓凝剂及其制备方法
本专利技术属于混凝土外加剂技术，特别是涉及一种石墨烯改性混凝土缓凝剂及其制备方法。
技术介绍
缓凝剂是一种延长混凝土凝结时间的外加剂。缓凝剂能使混凝土凝结速率减慢，混凝土的早期强度降低。由于缓凝剂的作用，在水泥水化期间，熟料矿物扩散及沉降速率降低，使水化产物生成速率减慢，混凝土早期水化程度减弱，早期强度降低。但混凝土凝结后的水化反应并未明显削弱，混凝土的后期强度增长速率与未掺缓凝剂几乎是一致的。预拌混凝土中，为防止长距离运送或间隔时间长的混凝土坍落度损失过快，缓凝剂可用于抑制流动性损失，使其在较长时间内保持良好的和易性。另外，缓凝剂能够延缓水泥水化放热速率，降低水化放热峰值，推迟放热峰的出现时间，减少或避免混凝土因水化热过度集中产生温度应力造成结构性裂缝，尤其在大体积混凝土施工和夏季施工过程中尤为必要。掺入缓凝剂的混凝土早期强度很低。在现阶段，大体积混凝土工程伴随着使用需要，在进度方面既需要保证前期施工顺利，又需要尽早地进入下一道施工工序。为此，在延缓凝结时间从而保证工程施工顺畅的前提下，又需要及时提高混凝土的早期强度，为下一道施工工序奠定混凝土早期强度基础。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中掺有缓凝剂的混凝土早期强度不高的特点，本专利技术提供了一种在保证延缓凝结时间的前提下，及早地提高混凝土的各龄期强度的石墨烯改性混凝土缓凝剂及其制备方法。技术方案：本专利技术所述的石墨烯改性混凝土缓凝剂，包括如下重量份数的各组分：石墨烯10～40份、乙二胺四乙酸盐5～35份、甲酸盐10～30份、溴化钙10～35份、尿素10～20份。其中，所述乙二胺四乙酸盐选自乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸铁钠或二者的混合物。当所述乙二胺四乙酸盐为乙二胺四乙酸四钠和乙二胺四乙酸铁钠的混合物，乙二胺四乙酸四钠和乙二胺四乙酸铁钠的重量份数比为3-4：1，优选3:1。其中，所述甲酸盐为甲酸锂、甲酸钙或者二者的混合物。当所述甲酸盐为甲酸锂与甲酸钙的混合物，甲酸钙与甲酸锂的重量份数比为1.5-2:1，优选2:1。本专利技术所述缓凝剂的掺量为0.5％～3％，优选的掺量为2％。本专利技术还公开了上述石墨烯改性混凝土缓凝剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将乙二胺四乙酸盐与石墨烯混合均匀，加水搅拌后超声得到混合物；(2)将步骤(1)获得的混合物与溴化钙、尿素、甲酸盐混合均匀研磨后得到所述的缓凝剂。步骤(1)中，加入200ml水中，以400～600rpm的速率搅拌2min，再超声分散6min后获得混合物。本专利技术中乙二胺四乙酸盐的络合作用能够吸附溶液中的Ca2+，形成吸附膜后阻碍混凝土中水泥的水化。石墨烯有着良好的导热性能，当混凝土中水泥水化放出热量，石墨烯将热量传导至混凝土内部各处，提高混凝土内部各个部位的水化程度、促进该地区的水泥水化。溴化钙促进混凝土孔溶液中钙离子浓度，促进硅酸钙的水化结晶。甲酸盐加速混凝土中水泥熟料硅酸三钙和硅酸二钙的水化，提高液相的pH值，促进硅酸盐水泥的水化，加快水泥水化速率。尿素是一种常见的化学肥料，能够与混凝土孔溶液中的钙离子形成难溶物，填充到孔隙中。另一方面，尿素能够降低混凝土中孔溶液的冰点，提高混凝土的抗冻性能。有益效果：相比较于现有技术，本申请具有以下优势：(1)本专利技术的石墨烯改性混凝土缓凝剂掺量较小，对混凝土有着较好的缓凝效果，当缓凝效果结束后能够迅速提升混凝土的早期强度。另外，本专利技术采取的制备方法简单，便于工业生产。(2)本专利技术能够在提高早期强度的同时，对混凝土后期强度亦有所提高。通过对所述的石墨烯改性混凝土缓凝剂试验后发现，掺入该缓凝剂后不仅在前期缓凝效果显著，混凝土各龄期强度亦有明显的增长。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术作出详细说明。实施例1一种石墨烯改性混凝土缓凝剂，包括以下重量份数的各个组分：石墨烯30份、乙二胺四乙酸四钠25份、甲酸钙20份、溴化钙15份、尿素10份。制备方法：将乙二胺四乙酸四钠与石墨烯混合均匀后加入200ml水中，以400～600rpm的速率搅拌2min，再超声分散6min后获得混合物。将获得的混合物与溴化钙、尿素、甲酸钙混合研磨均匀。实施例2一种石墨烯改性混凝土缓凝剂，包括以下重量份数的各个组分：石墨烯30份、乙二胺四乙酸四钠20份、甲酸钙15份、溴化钙15份、尿素20份。制备方法：将乙二胺四乙酸四钠与石墨烯混合均匀后加入200ml水中，以400～600rpm的速率搅拌2min，再超声分散6min后获得混合物。将获得的混合物与溴化钙、尿素、甲酸钙混合研磨均匀。实施例3一种石墨烯改性混凝土缓凝剂，包括以下重量份数的各个组分：石墨烯35份、乙二胺四乙酸四钠15份、甲酸锂15份、溴化钙15份、尿素20份。制备方法：将乙二胺四乙酸四钠与石墨烯混合均匀后加入200ml水中，以400～600rpm的速率搅拌2min，再超声分散6min后获得混合物。将获得的混合物与溴化钙、尿素、甲酸锂混合研磨均匀。实施例4一种石墨烯改性混凝土缓凝剂，包括以下重量份数的各个组分：石墨烯20份、乙二胺四乙酸铁钠15份、甲酸钙10份、溴化钙35份、尿素20份。制备方法：将乙二胺四乙酸铁钠与石墨烯混合均匀后加入200ml水中，以400～600rpm的速率搅拌2min，再超声分散6min后获得混合物。将获得的混合物与溴化钙、尿素、甲酸钙混合研磨均匀。实施例5一种石墨烯改性混凝土缓凝剂，包括以下重量份数的各个组分：石墨烯20份、乙二胺四乙酸铁钠20份、甲酸钙10份、溴化钙30份、尿素20份。制备方法：将乙二胺四乙酸铁钠与石墨烯混合均匀后加入200ml水中，以400～600rpm的速率搅拌2min，再超声分散6min后获得混合物。将获得的混合物与溴化钙、尿素、甲酸钙混合研磨均匀。实施例6一种石墨烯改性混凝土缓凝剂，包括以下重量份数的各个组分：石墨烯20份、乙二胺四乙酸铁钠25份、甲酸钙10份、溴化钙30份、尿素15份。制备方法：将乙二胺四乙酸铁钠与石墨烯混合均匀后加入200ml水中，以400～600rpm的速率搅拌2min，再超声分散6min后获得混合物。将获得的混合物与溴化钙、尿素、甲酸钙混合研磨均匀。实施例7一种石墨烯改性混凝土缓凝剂，包括以下重量份数的各个组分：石墨烯10份、乙二胺四乙酸铁钠20份、乙二酸四乙酸四钠5份、甲酸钙10份、溴化钙25份、尿素20份。制备方法：将乙二胺四乙酸铁钠、乙二酸四乙酸四钠5份与石墨烯混合均匀后加入200ml水中，以400～600rpm的速率搅拌2min，再超声分散6min后获得混合物。将获得的混合物与溴化钙、尿素、甲酸钙混合研磨均匀。实施例8一种石墨烯改性混凝土缓凝剂，包括以下重量份数的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯改性混凝土缓凝剂，其特征在于，包括如下重量份的各个组分：石墨烯10～40份、乙二胺四乙酸盐5～35份、甲酸盐10～30份、溴化钙10～35份、尿素10～20份。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性混凝土缓凝剂，其特征在于，包括如下重量份的各个组分：石墨烯10～40份、乙二胺四乙酸盐5～35份、甲酸盐10～30份、溴化钙10～35份、尿素10～20份。


2.根据权利要求1所述的石墨烯改性混凝土缓凝剂，其特征在于，所述乙二胺四乙酸盐选自乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸铁钠或二者的混合物。


3.根据权利要求1所述的石墨烯改性混凝土缓凝剂，其特征在于，所述乙二胺四乙酸盐为乙二胺四乙酸四钠和乙二胺四乙酸铁钠的混合物，并且乙二胺四乙酸四钠和乙二胺四乙酸铁钠的重量份数比为3-4：1。


4.根据权利要求3所述的石墨烯改性混凝土缓凝剂，其特征在于，所述乙二胺四乙酸四钠和乙二胺四乙酸铁钠的重量份数比为3:1。


5.根据权利要求1所述的石墨烯改性混凝土缓凝剂，其特征在于，所述甲酸盐为甲酸锂、甲酸钙或者二者的混合物。


6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋林华，贲询钦，孟远远，靳卫准，陈磊，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32