[发明专利]一种石墨烯混凝土及其制备工艺

权利要求书

1.一种石墨烯混凝土，其特征在于，按重量份计，其原料由以下组分构成：水泥150～220份、海砂150～220份、碎石225～330份、木质素磺酸盐5～18份、水40～100份、硅粉10～40份、粉煤灰15～45份、石墨烯2～5份、氧化石墨烯3～6份、镁粉1～2.5份、聚丙烯纤维2～12份、碳纤维5～15份、乙二醇0.5～1份。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯混凝土，其特征在于，按重量份计，所述原料由以下组分构成：水泥180～200份、海砂180～200份、碎石250～300份、木质素磺酸盐8～15份、水60～80份、硅粉20～30份、粉煤灰20～40份、石墨烯3～4份、氧化石墨烯4～5份、镁粉1.5～2.0份、聚丙烯纤维5～10份、碳纤维8～12份、乙二醇0.6～0.9份。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯混凝土，其特征在于，按重量份计，所述原料由以下组分构成：水泥190份、海砂190份、碎石270份、木质素磺酸盐12份、水70份、硅粉25份、粉煤灰30份、石墨烯3.5份、氧化石墨烯4.5份、镁粉1.8份、聚丙烯纤维7份、碳纤维10份、乙二醇0.8份。

4.根据权利要求1～3其中任何一项所述的一种石墨烯混凝土，其特征在于，所述水泥强度等级为42.5普通硅酸盐水泥。

5.根据权利要求1～3其中任何一项所述的一种石墨烯混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，其比表面积大于400cm2/g，密度为2.6～2.8g/cm3。

6.根据权利要求1～3其中任何一项所述的一种石墨烯混凝土，其特征在于，所述碎石粒径大小为5～10mm、10～20mm和20～25mm其中任何一种或几种。

7.根据权利要求1～6其中任何一项所述的一种石墨烯混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤如下：

1)按所需重量份数称取原料：水泥、海砂、碎石、木质素磺酸盐、水、硅粉、粉煤灰、石墨烯、氧化石墨烯、镁粉、聚丙烯纤维、碳纤维、乙二醇；

2)将步骤1)称取木质素磺酸盐和水混合溶解后，分别加步骤1)称取的石墨烯和氧化石墨烯，超声分散，室温搅拌至其完全溶解，得混合物溶液；

3)将步骤1)称取的水泥、海砂、碎石先加入搅拌机内混匀后，在搅拌状态下，再将步骤2)制得的混合物溶液缓慢倒入搅拌机内，继续搅拌均匀，最后加入步骤1)称取的硅粉、粉煤灰、镁粉、聚丙烯纤维、碳纤维、乙二醇搅拌，得到石墨烯混凝土拌合物；

4)混凝土预制、浇筑。

8.根据权利要求7所述的一种石墨烯混凝土的制备工艺，其特征在于，所述木质素磺酸盐的制备方法为：称取工业木质素，加入水和氢氧化钠搅拌，加热至45～55℃，调节pH至3～5，加浓度大于27％过氧化氢1～2mL和硫酸亚铁反应1～2h，调节pH至6～7；继续升温至70～80℃并调节pH至8～9，加三氯化铁，反应1～1.5h；继续升温至85～95℃，加亚硫酸钠，至反应完全，然后停止搅拌和加热，并冷却至室温，喷干，得木质素磺酸盐。

9.根据权利要求8所述的一种石墨烯混凝土的制备工艺，其特征在于，所述工业木质素、水和氢氧化钠加入的重量比为1︰20︰0.04～0.1；所述工业木质素、硫酸亚铁、三氯化铁和亚硫酸钠的加入的重量比为5︰0.5～0.7︰0.5～1︰1～5。