技术领域
[0001] 本
发明属于
建筑材料领域，具体涉及一种具有薄层抹灰和砌筑功能的
石墨烯预拌砂浆及其制备方法。
背景技术
[0002] 预拌砂浆是指由专业化厂家生产的，用于建设工程中的各种砂浆拌合物，是我国近年发展起来的一种新型建筑材料，按性能可分为普通预拌砂浆和特种砂浆。普通砂浆主要包括砌筑砂浆、抹灰砂浆、地面砂浆。砌筑砂浆、抹灰砂浆主要用于承重墙、非承重墙中各种
混凝土砖、
粉煤灰砖和粘土砖的砌筑和抹灰，地面砂浆用于普通及特殊场合的地面找平。特种砂浆包括保温砂浆、装饰砂浆、自流平砂浆、防
水砂浆等，其用途也多种多样，广泛用于建筑外墙保温、室内装饰修补等。薄层抹灰预拌砂浆主要适用于建筑工程墙柱面、顶棚以及一般构筑物表面的抹灰层厚度不大于5mm的抹灰施工。预拌砂浆解决了现场搅拌砂浆无法得到
质量保证的技术问题，但常规的预拌砂浆只能满足砌筑或者薄层抹灰单一功能，为了满足砌筑和薄层抹灰的需要，施工方需购买两种产品，使用不灵活。且现有薄层抹灰预拌砂浆的稠度和保水率较低，难以达到相应的性能要求，抹灰层厚度难以控制在合理范围内，且流动性差导致难以施工操作，抗压强度和粘结强度难以达到规定要求。
[0003]
氧化石墨烯(graphene oxide)是石墨烯的氧化物，其
颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上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。氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的
原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有
聚合物、胶体、
薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的
能量。其亲水性被广泛认知。氧化石墨烯是一种性能优异的新型
碳材料，具有较高的
比表面积和表面丰富的官能团。
[0004] 阿拉伯树胶，来源于豆科的金合欢树属的树干渗出物，因此也称金合欢胶。阿拉伯胶主要成分为高分子多糖类及其
钙、镁和
钾盐。主要包括有树胶
醛糖、半乳糖、
葡萄糖醛酸等。是一种安全无害的
增稠剂，并在空气中自然
凝固而成的树胶。目前主要应用于食品领域和印刷领域。
[0005]
印楝素，属于四环三萜类化合物，其化学结构大体可分为十氢化
萘和三环呋喃左右两部分，共含有16个
手性中心，包括7个季碳、9个仲碳和16个氧原子。印楝对防治10目400多种农林、仓储和卫生
害虫，特别是对半翅目(Hemiptera、)鳞翅目、鞘翅目等害虫有特效，而对人畜和周围环境无任何污染。
[0006] 现有的氧化石墨烯砂浆材料，我们查到以下
专利：
[0007] 1、
申请号：201510890529.X，
发明名称：一种氧化石墨烯改性
水泥基
复合材料及其制备方法，其为氧化石墨烯、聚乙烯醇
纤维(PVA)、水泥、粉煤灰、水、
石英砂、聚
羧酸减水剂、减缩剂、聚合物和消泡剂按一定比例混合而成。该发明较普通的ECC材料具有更高的抗压强度和抗折强度、低收缩、高韧性、高延展性等优点，特别适合于复杂轮廓外形的建筑结构的修复和加固，可以应用于抗震建筑和经常性承受冲击
载荷的
桥梁、隧道等工程上。但制备的水泥产品，保水率达不到95％以上，无法满足薄层砂浆的施工技术指标。
[0008] 2、申请号：201510998362.9，发明名称：一种氧化石墨烯混凝土，该产品包括以下组分：水泥115～415份、粉煤灰30～50份、矿粉450～90份、石子940～1070份、砂720～1040份、水4155～190份、石墨烯增强剂4.15～11.70份，其中，石墨烯增强剂包括10～14％减水组分、12～18％保坍组分、3.2～3.6％
葡萄糖酸钠、8～12％氧化石墨烯、0.4～0.6％稳定剂聚乙烯吡咯烷
酮、51～66％去离子水。该发明解决了
现有技术中氧化石墨烯混凝土中分散性差，造成水泥基体
缺陷引起强度损失的技术缺陷，可有效地调控水泥水化产物的微观结构，提高混凝土的强度、抗渗性和耐久性，使同配比混凝土强度提高30％～46％。但该发明制备的水泥产品，保水率达不到95％以上，无法满足薄层砂浆的施工技术指标。
发明内容
[0009] 本发明的目的解决上述技术问题，提供一种能提高施工灵活度、粘性及和易性好、强度高的具有薄层抹灰和砌筑功能的石墨烯预拌砂浆及其制备方法。
[0010] 为实现上述的目的，本发明的技术方案为：
[0011] 一种具有薄层抹灰和砌筑功能的石墨烯预拌砂浆，原料按重量份数计为：水泥100-300份，机制砂500-800份，水50-150份，石灰石粉0-150份，
聚羧酸减水剂5-20份，聚丙烯酰胺10-20份，石墨烯500-800份，阿拉伯树胶5-10份，印楝素粉10-20份。
[0012] 作为进一步的技术方案，以上所述原料按重量份数计为：水泥150-250份，机制砂600-700份，水80-140份，石灰石粉80-120份，聚羧酸减水剂10-15份，聚丙烯酰胺15-18份，石墨烯600-700份，阿拉伯树胶6-8份，印楝素粉12-17份。
[0013] 作为进一步的技术方案，以上所述原料按重量份数计为：水泥180-230份，水90-130份。
[0014] 作为进一步的技术方案，以上所述水泥为普通
硅酸盐水泥或复合
硅酸盐水泥。
[0015] 作为进一步的技术方案，以上所述水泥的强度为42.5。
[0016] 作为进一步的技术方案，以上所述机制砂为卵石机制砂，所述机制砂的细度模数为1.5-2.0。
[0017] 作为进一步的技术方案，以上所述石灰石粉的比表面积400-500㎡/kg。
[0018] 作为进一步的技术方案，以上所述石墨烯为氧化石墨烯。
[0019] 如上所述的具有薄层抹灰和砌筑功能的石墨烯预拌砂浆的制备方法，步骤是按原料的重量分数，将水泥、机制砂、水、石灰石粉、聚羧酸减水剂、聚丙烯酰胺、石墨烯、阿拉伯树胶和印楝素粉依次混合，于20-60℃下搅拌即可，搅拌时间不低于180s。
[0020] 本发明提到的各种原料成分均可在市面上购买。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
[0022] 1、本发明能提高施工灵活度。
[0023] 本发明利用氧化石墨烯代替部分机制砂，并用阿拉伯树胶、印楝素作为连接剂，有效的调节了砂浆的粘性及和易性，使生产出来的预拌砂浆在强度标号一致的情况下，能满足建筑施工单位用于砌筑和抹灰的需要，在性能指标上符合砌筑及抹灰的各项指标。大大减少了企业生产时不停
修改配合比的问题，也能让施工单位灵活的使用预拌砂浆，节能减排，保障施工质量。
[0024] 2、本发明粘性及和易性好，强度高，保水率达到95％以上。
[0025] 本发明制备出的薄层砂浆为厚度小于等于5mm的砂浆层，采用印楝素粉和阿拉伯树胶作为石墨烯和机制砂之间的关键连接剂，有效的调节了砂浆的粘性及和易性，同时石墨烯的替代了部分机制砂，增加了砂浆薄层的强度，薄层砂浆表面不容易出现空鼓及开裂。
具体实施方式
[0026] 下面结合
实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
[0027] 具体的各个实施例按如下表1所示的各组分的份数进行配比：
[0028] 表1
[0029]
[0030]
[0031] 实施例1-6的制备方法为，按原料的重量分数，将水泥、机制砂、水、石灰石粉、聚羧酸减水剂、聚丙烯酰胺、石墨烯、阿拉伯树胶和印楝素粉依次混合，于50℃下搅拌即可，搅拌时间为200s。其产品的性能指标检测如表2所示：
[0032] 表2
[0033]
[0034] 由此看到本发明产品均优于《GB/T25181-2010预拌砂浆》中砌筑砂浆及抹灰砂浆的技术要求。
[0035] 对比实验1
[0036] 以下用本发明薄层砂浆M10的配方，和常规薄层砂浆M10的配方进行对比[0037] 本发明薄层砂浆M10的配方为：普通硅酸盐水泥(强度42.5)200份、卵石机制砂(细度模数1.5-2.0之间)600份、水100份、石灰石粉150份(石灰粉比表面积400-500㎡/kg)、聚羧酸减水剂10份、聚丙烯酰胺20份，氧化石墨烯700份，阿拉伯树胶10份，印楝素粉10份，按照以上顺序投放，50℃下搅拌，搅拌时间240s。
[0038] 常规薄层砂浆M10的配方为：普通硅酸盐水泥(强度42.5)200份，卵石机制砂(细度模数1.5-2.0之间)1300份，水100份，石灰石粉150份(石灰粉比表面积400-500㎡/kg)、聚羧酸减水剂10份、聚丙烯酰胺20份，按照以上顺序投放，50℃下搅拌，搅拌时间240s。
[0039] 得出的砂浆按照厚度为5mm做试
块，检测指标如表3所示：
[0040] 表3
[0041]
[0042] 本发明实验组石墨烯薄层砂浆检验均符合《GB/T25181-2010预拌砂浆》中抹灰砂浆的技术要求，且各性能均优于常规砂浆性能。
[0043] 对比实验2
[0044] 本实验通过调节石墨烯、印楝素粉的添加量，来观察产品的效果，其数据变化如表4所示：
[0045] 表4
[0046]
[0047] 对比实施例1-3的产品指标如表5所示：
[0048] 表5
[0049]
[0050] 从表4和表5看出，通过增加氧化石墨烯的分量，可以大幅增强薄层砂浆28d抗压强度；通过添加印楝素粉，可以增加薄层砂浆的14d拉伸粘结强度，减少28d收缩率，保水率达到95％以上，让薄层砂浆不易出现空鼓及开裂。
