[发明专利]一种氧化石墨烯/高强混凝土复合材料的制备方法

摘要

本发明属于复合材料制备技术领域，涉及一种氧化石墨烯/高强混凝土复合材料的制备方法，具体包括：(1)通过预处理过程制得预氧化石墨粉末；(2)将预氧化石墨粉末与浓硫酸和高锰酸钾混合后，再经蒸馏水稀释后用过氧化氢水溶液氧化、用盐酸水溶液酸洗；(3)将酸洗后的溶液用氢氧化钠水溶液搅拌调和后经冷冻干燥制成氧化石墨烯粉末；(4)将重量比分别为水0.5～1.2份、水泥4份、硅灰0.5～3.5份、细骨料5～8份、粗骨料7～15份、减水剂0.02～0.6份和氧化石墨烯粉末0.001～0.1份，进行配比制得氧化石墨烯/高强混凝土复合材料；该方法设计科学，原理可靠，操作简便，过程简单，可控性强，适合大规模工业化生产。

主权项

1.一种氧化石墨烯/高强混凝土复合材料的制备方法，其特征在于具体包括以下工艺步骤：(1)预处理过程：取55ml质量分数为98％的浓硫酸、8g过硫酸钾和8g五氧化二磷混合均匀并加热至80℃直至完全溶解形成混合液；取16g石墨粉在400～500r/min的搅拌速度下加入混合液中，并在20～25℃室温下持续搅拌6h使石墨粉与混合液进行氧化，氧化结束后用500ml蒸馏水稀释混合物并抽滤冲洗至pH＝7，然后在35～45℃条件下真空干燥4小时制得预氧化石墨粉末；(2)氧化过程：取步骤(1)中制得的预氧化石墨粉末与450ml质量分数98％、温度0℃的浓硫酸在0℃冰浴条件下进行混合，搅拌10～20min后再缓慢加入48g高锰酸钾粉末并控温10℃持续搅拌10～20min制成混合物，然后将混合物置于35℃水浴中搅拌反应2h，再缓慢加入500～700ml蒸馏水保持90～100℃温度下反应20min，反应结束后加入2200ml蒸馏水进行稀释；稀释后边搅拌边加入40ml摩尔浓度为30％的过氧化氢水溶液至混合物溶液全部变成金黄色，最后加入2200ml质量分数为2‑3％的盐酸水溶液进行酸洗，然后在3000r/min条件下离心10min；重复上述酸洗两次；(3)后处理过程：向步骤(2)中酸洗后的溶液中加入2～3L蒸馏水离心一次，倒掉上层清液后用pH为10～11的氢氧化钠水溶液进行搅拌调和使溶液的pH值为7，最后将溶液在冷冻干燥机中干燥成氧化石墨烯粉末；(4)混凝土复合材料配制：按照重量比分别为水0.5～1.2份、水泥4份、硅灰0.5～3.5份、细骨料5～8份、粗骨料7～15份、减水剂0.02～0.6份、氧化石墨烯粉末0.001～0.1份进行称量，将称量好的氧化石墨烯粉末与水和减水剂进行混合，待搅拌均匀后再与水泥、硅灰、细骨料和粗骨料混合，搅拌至均匀后制得氧化石墨烯/高强混凝土复合材料；所述水泥为强度大于等于42.5的硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥；细骨料为细度模数为2.0‑4.0的中砂，粗骨料为粒径为10～30mm的连续级花岗岩碎石、辉绿岩碎石和/或大理石碎石；减水剂为聚羧酸高效减水剂；水为pH值为4—7普通自来水；硅灰能够用粉煤灰或矿渣替代。