【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导电水泥基材料，具体涉及一种基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料及其制备方法。
技术介绍
1、普通混凝土的电阻率高，属于电的不良导体。在普通混凝土中添加一定量的导电相，可改善其导电性能，制备导电混凝土。石墨烯常作为添加到水泥混凝土材料中的导电相之一，具备优异的电学性能和力学性能。目前的研究大多是将石墨烯直接添加到水泥基材料中，容易造成分散不均匀的问题，不能充分发挥其优异的导电性能。此外，也有人采用化学气相沉积的方法将石墨烯沉积在水泥基材料的表面，石墨烯需求量较大且工艺复杂，成本较高，不利于大规模生产利用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料及其制备方法，解决现有技术中导电水泥基材料中石墨烯分散不均、导电效果不佳以及石墨烯需求量较大、成本较高的技术问题。
2、第一方面，本专利技术提供一种基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，包括以下步骤：
3、骨料的表面改性处理：将骨料加入到硅烷偶联剂和第一溶剂的混合溶液中，随后进行第一搅拌反应，反应结束后抽滤、洗涤、干燥，得到表面改性处理后的骨料；
4、石墨烯的分散处理：将石墨烯分散至第二溶剂中，得到石墨烯分散液；
5、改性骨料负载石墨烯：将表面改性处理后的骨料加入到石墨烯分散液中，随后进行第二搅拌反应，反应结束后抽滤、干燥，得到负载石墨烯的骨料；
6、导电水泥基材料的制备：将碳纤维和负载石墨烯
7、其中，所述表面改性处理后的骨料与石墨烯的质量比为100：(0.15-0.4)；所述碳纤维的用量为导电水泥基材料中负载石墨烯的骨料和水泥总用量的0.1wt％-0.3wt％。
8、第二方面，本专利技术提供一种基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料，该基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料通过本专利技术第一方面提供的基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法得到。
9、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
10、本专利技术通过将纳米石墨烯牢固分散负载在表面改性处理后的骨料上，在不影响石墨烯本身优异性能的同时提高了纳米石墨烯在水泥基材料中的分散性，使得纳米石墨烯在水泥基复合材料中电学性能和力学性能得到充分发挥；同时，通过加入极少量碳纤维连接负载石墨烯后的骨料，就能够大幅降低水泥基材料的电阻率，极少量的石墨烯负载在改性骨料表面并协同极少量的碳纤维，显著提高水泥基材料的导电性，并改善骨料与水化产物界面的微观力学性能；本专利技术的工艺简单、成本较低、负载效果良好，有利于大规模推广利用。
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1.一种基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；所述第一溶剂为无水乙醇；所述硅烷偶联剂与第一溶剂的体积比为1：(5-20)。
3.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述骨料与硅烷偶联剂和第一溶剂的混合溶液的用量比为1g：(1-3)mL。
4.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述第二溶剂为水；所述石墨烯与第二溶剂的用量比为(0.075-0.2)g：100mL；所述分散的方式为超声分散，所述分散的时间为30-60min。
5.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述表面改性处理后的骨料与石墨烯的质量比为100：(0.2-0.3)。
6.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述第一搅拌反应
7.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述碳纤维的用量为导电水泥基材料中负载石墨烯的骨料和水泥总用量的0.15wt％-0.2wt％。
8.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述导电水泥基材料的制备步骤中，所述负载石墨烯的骨料与水泥的质量比为(1-3)：1；所述水的用量为导电水泥基材料中负载石墨烯的骨料和水泥总用量的10wt％-20wt％。
9.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述预养护的条件为：常温固化12-24h；所述二次养护的条件为：喷淋养护室，室温，相对湿度≥95％，养护7-28天。
10.一种基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料，其特征在于，所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料通过权利要求1-9中任一项所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法得到。
...【技术特征摘要】
1.一种基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；所述第一溶剂为无水乙醇；所述硅烷偶联剂与第一溶剂的体积比为1：(5-20)。
3.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述骨料与硅烷偶联剂和第一溶剂的混合溶液的用量比为1g：(1-3)ml。
4.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述第二溶剂为水；所述石墨烯与第二溶剂的用量比为(0.075-0.2)g：100ml；所述分散的方式为超声分散，所述分散的时间为30-60min。
5.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备方法，其特征在于，所述表面改性处理后的骨料与石墨烯的质量比为100：(0.2-0.3)。
6.根据权利要求1所述基于改性骨料负载石墨烯的导电水泥基材料的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡传林，刘高延，李娟，高瑞军，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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