[发明专利]氧化石墨烯磁定向分散增强水泥基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化石墨烯磁定向分散增强水泥基复合材料，其特征在于：通过如下原料制备而成：水泥、氧化石墨烯、Fe₃O₄磁性纳米颗粒、减水剂和水；

其中，所述水泥、氧化石墨烯、Fe₃O₄磁性纳米颗粒和减水剂的质量比为100：（0.02~0.08）：（0.1~0.4）：（0.08~0.16），所述Fe₃O₄磁性纳米颗粒的质量为氧化石墨烯的5倍；

所述复合材料的原料中水灰比为0.5；

制备方法如下：

（1）磁性氧化石墨烯分散液的制备

磁性氧化石墨烯悬浮液的合成：将磁性Fe₃O₄纳米颗粒按照GO和Fe₃O₄的质量比为1:5的比例加入到GO悬浮液中，搅拌备用；

磁性氧化石墨烯分散液的制备：向磁性氧化石墨烯悬浮液中加入减水剂，搅拌后将混合液放入到超声波分散仪中，配合冰浴，进行超声处理后得到均匀分散的磁性氧化石墨烯分散液；

（2）氧化石墨烯水泥基复合材料的制备

将称量好的水泥倒入水泥净浆搅拌机中，加入水，搅拌过程中缓慢加入磁性氧化石墨烯分散液；搅拌结束，将混合物倒入模具中；

（3）氧化石墨烯在水泥基复合材料中的磁定向

水泥试件分三层浇筑在模具中；每层浇筑后振动20~30s，并放置于磁场中，施加磁场诱导定向0.5~1min后取出进行下一层的浇筑；

水泥试件浇筑完毕后盖上聚乙烯薄膜以防止水分蒸发，之后继续放入磁场中静置30min取出。

2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯磁定向分散增强水泥基复合材料，其特征在于：所述水泥、氧化石墨烯、Fe₃O₄磁性纳米颗粒和减水剂的质量比为100:0.08: 0.4: 0.16。

3.根据权利要求2所述的一种氧化石墨烯磁定向分散增强水泥基复合材料，其特征在于：步骤（1）中，GO悬浮液的质量浓度为4mg/L。

4.根据权利要求3所述的一种氧化石墨烯磁定向分散增强水泥基复合材料，其特征在于：步骤（2）中，具体搅拌过程为：搅拌以700r/min的速率开始，搅拌过程中缓慢加入磁性氧化石墨烯分散液，继续搅拌120s后，静置15s，然后再以1400r/min的速率快速搅拌120s。

5.根据权利要求4所述的一种氧化石墨烯磁定向分散增强水泥基复合材料，其特征在于：步骤（3）中，磁场强度为450Gs。