[发明专利]一种导电骨料制备方法及其应用

权利要求书

1.一种导电骨料的制备方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：

步骤一、将细骨料与氢氧化钙水溶液混合后，过滤，收集固相物，然后将细骨料烘干，得到表面嫁接钙离子的细骨料；

步骤二、将氧化石墨烯原液与去离子水混合，在磁力搅拌和超声分散辅助作用下得到均匀分散的氧化石墨烯溶液；

步骤三、将所述氧化石墨烯溶液和表面嫁接钙离子的细骨料混合，然后加热条件下持续机械搅拌，得到表面均匀包裹氧化石墨烯的细骨料，干燥后备用；

步骤四、将所述表面均匀包裹氧化石墨烯的细骨料进行原位的热还原和微波处理，最终得到表面包裹石墨烯的细骨料，即导电骨料。

2.根据权利要求1所述的一种导电骨料的制备方法，其特征在于所述的表面嫁接钙离子的细骨料，具体制备方法如下：

将细骨料与氢氧化钙水溶液混合20-24h后，过滤，收集固相物，然后将细骨料在烘箱中烘干24-72h，以得到表面嫁接钙离子的细骨料；其中，所述细骨料为多孔陶粒、河砂或机制砂；细骨料与氢氧化钙水溶液的质量体积比为1:5-1:10。

3.根据权利要求1或2所述的一种导电骨料的制备方法，其特征在于所述的细骨料粒径为75μm-2.36mm，24h的吸水率大于1.0%。

4.根据权利要求1或2所述的一种导电骨料的制备方法，其特征在于将细骨料与氢氧化钙水溶液搅拌混合30-60 min。

5.根据权利要求1所述的一种导电骨料的制备方法，其特征在于所述的氧化石墨烯溶液，具体制备方法如下：

将氧化石墨烯原液与去离子水混合，并稀释至0.5-2mg/mL；先在磁力搅拌器下搅拌10-20min，再用工业超声波仪器持续超声30-60min，得到均匀分散的氧化石墨烯溶液；其中，氧化石墨烯原液的浓度为5-15mg/mL；磁力搅拌的转速为300-400rpm；超声波功率为100-200W。

6.根据权利要求1或5所述的一种导电骨料的制备方法，其特征在于氧化石墨烯为实验室自制，其厚度为1-2 nm，片径为2-3 μm。

7.根据权利要求1所述的一种导电骨料的制备方法，其特征在于所述的表面均匀包裹石墨烯的导电细骨料，具体制备方法如下：

步骤一、将所述均匀分散的氧化石墨烯溶液与表面嫁接钙离子的细骨料混合，搅拌1-3min后，在80-90℃温度下，以50-80rpm的转速持续搅拌2-3h；然后，将其在60-80℃温度下干燥48-72h，最终得到表面均匀包裹氧化石墨烯的细骨料；其中，氧化石墨烯溶液和表面嫁接钙离子的细骨料的体积比1:1.2-1:2.0；

步骤二：将表面均匀包裹氧化石墨烯的细骨料置于马弗炉中进行预还原，得到还原氧化石墨烯细骨料；其中，预还原温度设置为200-400℃，预还原时间为0.5-2h；

步骤三：将高温预还原处理后得到的还原氧化石墨烯细骨料微波处理，最终得到表面包裹石墨烯的细骨料，即导电细骨料；其中，微波炉功率为800-1000W，微波处理时间为5-60s。

8.如权利要求1所述的一种导电骨料的应用，其特征在于将所述的导电骨料用于制备基于纳米界面改性的智能型水泥基复合材料。

9.根据权利要求8所述的一种导电骨料的应用，其特征在于所述的制备基于纳米界面改性的智能型水泥基复合材料，制备方法如下：

将减水剂和拌合水预混合以备用；然后将含减水剂的水溶液与水泥混合；在搅拌过程中加入导电骨料，搅拌4min后，得到导电水泥复合材料；最后浇筑到模具中；得到纳米界面改性的智能水泥基复合材料；其中，所述的导电骨料完全取代水泥基复合材料中的天然骨料。

10.如权利要求1所述的一种导电骨料的应用，其特征在于将所述的导电骨料用于监测混凝土结构物健康物质；将所述的导电骨料用于道路融雪除冰的原料；将所述的导电骨料用于电磁屏蔽混凝土的原料。