[发明专利]一种3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料及其制备方法

权利要求书

1.一种3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料，其特征在于：按重量份数计，氧化石墨烯增强水泥基复合材料的组成和含量分别为：

普通硅酸盐水泥100份；

调凝剂5份；

砂100份；

减水剂0.2份；

增稠剂0.1份；

消泡剂0.1份；

水27份；

氧化石墨烯分散液3份。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料，其特征在于：所述的普通硅酸盐水泥的型号为P.O.42.5R。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料，其特征在于：所述的调凝剂为一种快硬硫铝酸盐水泥，型号为R.SAC.42.5。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料，其特征在于：所述的砂为中国iso标准砂，最大粒径为2mm。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料，其特征在于：所述的减水剂为一种粉末状减水保坍型聚羧酸减水剂，减水率大于30％。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料，其特征在于：所述的增稠剂为20万粘度的羟丙基甲基纤维素。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料，其特征在于：所述的消泡剂为一种水泥砂浆专用的粉状消泡剂，主要成分为由硅聚醚、羟基硅油、白炭黑，PH值为7-8。

8.根据权利要求1所述的一种3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料，其特征在于：所述的氧化石墨烯分散液，其氧化石墨烯固含量为1％，最大片径为5μm，采用去离子水，以超声波结合冰水浴的方式对氧化石墨烯进行分散，超声波仪器功率为160w，超声作用累计时长为60min，并且每隔20min用玻璃棒均匀搅拌3min，全过程保持冰水浴状态以防止氧化石墨烯还原。

9.一种权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：

(1)制备氧化石墨烯分散液；该分散液的氧化石墨烯的固含量为1％，采用去离子水，以超声波结合冰水浴的方式对氧化石墨烯进行分散，超声波仪器功率为160w，超声作用累计时长为60min，且每隔20min用玻璃棒均匀搅拌3min，全过程处于冰水浴状态；

(2)按重量份数计，将原料分成四组：第一组为普通硅酸盐水泥100份、调凝剂5份和砂100份；第二组为水10份、增稠剂0.1份；第三组为水17份、减水剂0.2份、和消泡剂0.1份；第四组为氧化石墨烯分散液3份；

(3)将第一组的原料加入混凝土电动式搅拌机内，将搅拌机转速设定为60r/min后进行搅拌3min，至完全混合均匀；

(4)将第二组中的水与增稠剂先在干净的容器内混合搅拌至均匀，之后再加入到工作状态下的搅拌机内；

(5)将第三组中的原料先在干净的容器内混合搅拌至均匀，之后缓慢加入到工作状态下的搅拌机内；

(6)将第四组的氧化石墨烯分散液，加入到工作状态下的搅拌机内，进行搅拌6min之后，即得到所述的3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料。

10.根据权利要求9所述的一种3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料的制备方法，其特征在于：该方法包括利用3D打印氧化石墨烯增强水泥基材料进行初凝时间和流动度试验测得的性能指标进行综合评价；

初凝时间试验按照中国标准《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ 70)实施，当初凝时间满足40-60min时，满足材料的可挤出性、可建造性的要求；

流动度试验按照中国标准《水泥胶砂流动度测定方法》(GB/T 2419)实施，当初始流动度满足170-190mm时，满足材料可挤出性、可建造性的要求。