花生壳石墨烯水泥浆料和复合材料制造技术

本发明专利技术提供了一种花生壳石墨烯水泥浆料和复合材料。所述浆料可由水泥、水、助剂和花生壳石墨烯混合而成，或者，由水泥、水和花生壳石墨烯混合而成，其中，所述水泥、水和花生壳石墨烯的质量比为15～30：10～30：0.1～2，在采用助剂的情况下，助剂与水泥的质量比为0.5～5：15～30，所述助剂包括分散剂、减水剂和发泡剂中的至少一种。花生壳石墨烯水泥复合材料由花生壳石墨烯水泥浆料经养护后得到。本发明专利技术的有益效果包括：本发明专利技术的水泥浆料可直接运往施工现场，在保证施工质量的同时，也能够降低成本；本发明专利技术的复合材料综合力学性能好、耐久性能强、使用寿命长、成本低。

Peanut Shell Graphene Cement Slurry and Composites

The invention provides a peanut shell graphene cement paste and a composite material. The slurry can be mixed by cement, water, additives and peanut shell graphene, or by cement, water and peanut shell graphene. The mass ratio of the cement, water and peanut shell graphene is 15-30:10-30:0.1-2, and the mass ratio of the additives to cement is 0.5-5:15-30 when additives are used. The additives include dispersants, water reducing agents and water reducing agents. At least one of the foaming agents. Peanut shell graphene cement composite material is obtained by curing peanut shell graphene cement slurry. The beneficial effects of the invention include: the cement slurry of the invention can be directly transported to the construction site, while guaranteeing the construction quality, it can also reduce the cost; the composite material of the invention has good comprehensive mechanical properties, strong durability, long service life and low cost.

【技术实现步骤摘要】
花生壳石墨烯水泥浆料和复合材料
本专利技术涉及水泥基复合材料领域，特别地，涉及一种花生壳石墨烯水泥浆料和复合材料。
技术介绍
水泥基复合材料是建筑行业中广泛使用的材料，研究提高其整体性能具有十分重要的意义。研究表明，石墨烯材料加入水泥基复合材料内可以提高原有材料的多方面性能。但传统石墨烯材料，由于其成本较高而不利于大规模应用在水泥复合材料中。针对此我们提出应用一种较廉价的花生壳石墨烯水泥浆料和复合材料，该水泥产品品具有优异的性能。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种具有优异性能的花生壳石墨烯水泥浆料和复合材料。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种花生壳石墨烯水泥浆料。所述浆料可由水泥、水、助剂和花生壳石墨烯混合而成，或者，由水泥、水和花生壳石墨烯混合而成，其中，所述水泥、水和花生壳石墨烯的质量比为15～30：10～30：0.1～2，在采用助剂的情况下，助剂与水泥的质量比为0.5～5：15～30，所述助剂包括分散剂、减水剂和发泡剂中的至少一种。根据本专利技术的花生壳石墨烯水泥浆料的一个示例性实施例，所述浆料还包括填料，即浆料可以是由花生壳石墨烯、水泥、水、助剂和填料混合而成，或者由花生壳石墨烯、水泥、水和填料混合而成。所述填料与水泥的质量比可为50～70：15～30，例如55：20。根据本专利技术的花生壳石墨烯水泥浆料的一个示例性实施例，所述水泥、水、助剂和花生壳石墨烯混合的过程可包括：将花生壳石墨烯与水泥混合、研磨，得到花生壳石墨烯水泥；将花生壳石墨烯水泥与助剂、水混合。根据本专利技术的花生壳石墨烯水泥浆料的一个示例性实施例，所述花生壳石墨烯水泥的粒径为1～50μm。根据本专利技术的花生壳石墨烯水泥浆料的一个示例性实施例，所述花生壳石墨烯由以下方法制备得到：将质量比为1：0.5～2：0.5～2的花生壳粉末、氢氧化钾和水混匀，然后进行干燥，得到干燥产物；将所述干燥产物进行高温热解，得到热解产物；将所述热解产物置于硫酸溶液中，进行超声处理，然后过滤、干燥，得到花生壳石墨烯。本专利技术另一方面也提供了一种花生壳石墨烯水泥基复合材料。所述复合材料可包括上述的复合浆料经养护后得到的材料，其中，所述复合材料的表面具有一层结晶层，所述结晶层的厚度可为0.2～5μm，所述结晶层是由致密且分布均匀的结晶体构成，所述结晶体为水泥水合结晶产物，所述结晶体的粒径可为0.1～5μm。所述结晶体的形状可包括块状或条状。根据本专利技术的花生壳石墨烯水泥基复合材料的一个示例性实施例，所述复合材料的表面具有细小裂缝，所述裂缝的长度可为0.05～10μm，宽度可为0.02～2μm，复合材料每0.01mm2的表面具有2～100条所述裂缝。根据本专利技术的花生壳石墨烯水泥基复合材料的一个示例性实施例，所述复合材料的内部具有纤维状晶体，所述纤维状晶体的长度可为0.3～1μm，例如0.6±0.2μm，宽度可为0.03～0.1μm，例如0.6±0.2μm。根据本专利技术的花生壳石墨烯水泥基复合材料的一个示例性实施例，所述复合材料的3天抗压强度可为38～45MPa，28天抗压强度可为64～67MPa，3天抗折强度可为6.2～7MPa，28天抗折强度可为8.5～9MPa。根据本专利技术的花生壳石墨烯水泥基复合材料的一个示例性实施例，所述复合材料的含水量可为10～15％，例如12±1％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果可包括：本专利技术的复合产品综合力学性能好、耐久性能强、使用寿命长、成本低、应用前景广。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1示出了示例1中花生壳石墨烯水泥与示例4中水泥的粒径分布对比的示意图；图2示出了示例1中花生壳石墨烯水泥基复合材料与示例4中水泥基复合材料的表面SEM对照图；图3示出了示例1中花生壳石墨烯水泥基复合材料与示例4中水泥基复合材料的断面SEM对照图。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本专利技术的花生壳石墨烯水泥浆料和复合材料。水泥基浆料和复合材料中具有水泥助磨剂，特别是石墨烯类助磨剂，这将有助于细化水泥颗粒的粒径，从而可使水泥复合产品的综合性能更加优异。针对浆料和复合材料，本专利技术采用了一种新型的花生壳石墨烯，与传统的石墨烯相比，其具有材料来源广泛、制作工艺简单、环境友好等优势。本专利技术提出直接将花生壳石墨烯作为助磨剂添加至水泥料中，这样既可以细化水泥粒径又有利于提高花生壳石墨烯在水泥中的分散性，还可以充分利用石墨烯材料优异的自身性能(例如抗拉强度高，促进水泥均匀结晶等)，从而提高水泥基复合产品的综合性能。本专利技术一方面提供了一种花生壳石墨烯水泥浆料。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述浆料可由质量比为15～30：10～30：0.5～5：0.1～2的水泥、水、助剂和花生壳石墨烯混合后得到，或者可由质量比为15～30：10～30：0.1～2的水泥、水和花生壳石墨烯混合后得到。所述浆料还可包括填料，则水泥与填料的质量比可为15～30：50～70。在本实施例中，水泥可包括铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥和磷酸盐水泥中的一种或多种。在本实施例中，进一步地，所述水泥、水和花生壳石墨烯的质量比可为15～30：12～25：0.1～1，在采用助剂的情况下，助剂与水泥的质量比为0.5～1：15～30。在本实施例中，所述水泥、水、助剂和花生壳石墨烯混合的过程可包括：先将花生壳石墨烯与水泥混合、研磨，得到花生壳石墨烯水泥；再将花生壳石墨烯水泥与助剂、水混合。在本实施例中，所述水泥、水和花生壳石墨烯混合的过程可包括：先将花生壳石墨烯与水泥混合、研磨，得到花生壳石墨烯水泥；再将花生壳石墨烯水泥与水混合。在本实施例中，助剂可包括分散剂、减水剂和发泡剂中的至少一种。在本实施例中，填料可包括砂石、矿渣或标准砂，填料的添加量可为200wt％～400wt％(以水泥为基准)。在本实施例中，花生壳石墨烯水泥可由花生壳石墨烯与水泥混合、研磨后得到。例如，可将干燥的花生壳石墨烯和水泥料，置于研磨机中，研磨一段时间即制备出花生壳石墨烯水泥。通常研磨的水泥(即未添加花生壳石墨烯的水泥)的粒径为10～120μm；而本专利技术的花生壳石墨烯水泥的粒径可为1～50μm，例如20±5μm，且85％以上的花生壳石墨烯水泥的粒径可集中在5～50μm。在该步骤中水泥颗粒粒径能够被细化，花生壳石墨烯可以被分散得更均匀。把石墨烯和水泥料研磨，这样既可以将花生壳石墨烯均匀地分散在水泥颗粒中，石墨烯又可以助磨促进水泥颗粒粒径细化。两者均可共同提高其复合材料的最终性能。其中，研磨的方式可包括辊压磨或球磨，当采用球磨时，转速100～1200r/min，时间0.5～10h，物料比1：1～8，物料比是指球磨珠的质量和添加入球磨罐的水泥料的质量比。其中，花生壳石墨烯的质量可为水泥质量的0.33％～13.3％，这样不仅可以使水泥具有较好的粒径，还能够使石墨烯在水泥中具有较好的分散效果。但当花生壳石墨烯水泥中花生壳石墨烯的含量过高时，成本显著增加且效果未必一定好。在本实施例中，花生壳石墨烯可由以下方法制备得到：S01：将质量比为1：0.5～2：0.5～2的花生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种花生壳石墨烯水泥浆料，其特征在于，所述浆料由水泥、水、助剂和花生壳石墨烯混合而成，或者，由水泥、水和花生壳石墨烯混合而成，其中，所述水泥、水和花生壳石墨烯的质量比为15～30：10～30：0.1～2，在采用助剂的情况下，助剂与水泥的质量比为0.5～5：15～30，所述助剂包括分散剂、减水剂和发泡剂中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种花生壳石墨烯水泥浆料，其特征在于，所述浆料由水泥、水、助剂和花生壳石墨烯混合而成，或者，由水泥、水和花生壳石墨烯混合而成，其中，所述水泥、水和花生壳石墨烯的质量比为15～30：10～30：0.1～2，在采用助剂的情况下，助剂与水泥的质量比为0.5～5：15～30，所述助剂包括分散剂、减水剂和发泡剂中的至少一种。2.根据权利要求1所述的花生壳石墨烯水泥浆料，其特征在于，所述浆料还包括填料，所述填料与水泥的质量比为50～70：15～30。3.根据权利要求1所述的花生壳石墨烯水泥浆料，其特征在于，所述水泥、水、助剂和花生壳石墨烯混合的过程包括：将花生壳石墨烯与水泥混合、研磨，得到花生壳石墨烯水泥；将花生壳石墨烯水泥与助剂、水混合。4.根据权利要求3所述的花生壳石墨烯水泥浆料，其特征在于，所述花生壳石墨烯水泥的粒径为1～50μm。5.根据权利要求1所述的花生壳石墨烯水泥浆料，其特征在于，所述花生壳石墨烯由以下方法制备得到：将质量比为1：0.5～2：0.5～2的花生壳粉末、氢氧化钾和水混匀，然后进行干燥，得到干燥产物；将所述干燥产物进行高温热解，得到热解产物；将所述热解产物置于硫酸溶液中，进行超声处理，然后过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，陈茜，卫英杰，李星，
申请(专利权)人：四川聚创石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51