CN112047709A - 一种增强磷酸镁水泥复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种增强磷酸镁水泥复合材料及其制备方法,复合材料包括氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂和磷酸镁水泥干料,氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂由氧化石墨烯和碳纳米管复配,氧化石墨烯和碳纳米管的总干重与磷酸镁水泥干料干重质量份之比为0.01‑0.5:100。方法包括:制备氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂;将制备氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂与磷酸镁水泥干料混合,搅拌均匀,得到水泥浆;浇筑水泥浆至模具内定型,经震荡去除气泡,模具表面覆盖薄膜,养护后脱模,最后养护至使用龄期。本发明制备的磷酸镁水泥强度高及力学性能好,且内部结构整齐密实,孔隙结构得到优化,耐久性良好。
Description
技术领域
本发明涉及建筑新材料技术领域,具体地,涉及一种氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料及其制备方法。
背景技术
磷酸镁水泥具有耐久性强,强度高,无污染,速凝早强,粘结力强,与原混凝土相容性好,生物相容性好等优点,在抢险救灾,结构修补和生物医疗等场景中应用十分丰富。磷酸镁水泥的反应机理是酸碱反应,形成化学键而产生胶凝效果。强度的主要提供组分为磷酸镁钾等化合物。
磷酸镁水泥通常由氧化镁,磷酸盐,缓凝剂等组分组成。磷酸镁水泥和普通的硅酸盐水泥通过水化反应生成水化硅酸钙等组分的胶凝原理不同,磷酸镁水泥的反应机理是酸碱反应,形成化学键连接的化合物而产生胶凝效果,其强度的主要提供组分为磷酸镁钾等化合物。而磷酸镁水泥通常由氧化镁,磷酸盐,缓凝剂等组分组成,这导致很多在硅酸盐水泥中可以运用的增强方法,在磷酸镁水泥中变得不适用。而磷酸镁水泥的强度相比硅酸盐水泥偏低,亟需强化改性,且目前对于磷酸镁水泥纳米层面的增强方法鲜有报道。因此,需要开发一种适用于磷酸镁水泥增强的新材料及方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种增强磷酸镁水泥复合材料及其制备方法。
本发明第一个方面提供一种氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,包括:氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂和磷酸镁水泥干料,其中,所述氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂由氧化石墨烯和碳纳米管复配,所述氧化石墨烯和所述碳纳米管的总干重与所述磷酸镁水泥干料干重质量份之比为0.01-0.5:100。
优选地,所述氧化石墨烯与所述碳纳米管干重质量份比为1-4:1-4。
优选地,所述氧化石墨烯与所述碳纳米管干重质量份比为2-3:2-3。
优选地,氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料包括水,所述水与所述磷酸镁水泥干料的质量份之比为0.1-0.5:1。
优选地,氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料包括辅助剂,所述辅助剂与所述磷酸镁水泥干料重量份之比为0.02-0.5:100。
优选地,所述辅助剂选用聚羧酸减水剂、奈系减水剂、木质磺酸盐或脂肪酸减水剂中任一种。
本发明另一个方面提供上述氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料的制备方法,包括:
将氧化石墨烯干粉溶解在水溶液中,并使所述氧化石墨烯干粉均匀分散在水相中,配制浓度0.02g/L-0.1g/L的氧化石墨烯分散液;
向制备得到所述氧化石墨烯分散液中加入碳纳米管干粉形成混合溶液,搅拌至所述混合溶液中无肉眼可见的明显絮状物,经超声处理后,得到氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂;
将得到的所述氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂与磷酸镁水泥干料混合,搅拌均匀,得到水泥浆;
将所述水泥浆浇筑至模具内定型,经震荡去除气泡,在所述模具表面覆盖薄膜,养护后脱模,最后养护至使用龄期,得到所述氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料。
优选地,所述将得到氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂与磷酸镁水泥干料混合之前,向所述磷酸镁水泥干料中加入辅助剂得到第一混合料,或向所述氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂中加入所述辅助剂得到第二混合料;再将所述第一混合料或所述第二混合料与所述氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂或所述磷酸镁水泥干料混合。
优选地,所述将得到的氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂与磷酸镁水泥干料混合的过程,加入水混合,并搅拌均匀。
优选地,所述经超声处理后,得到氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂,其中,在超声处理过程,其中,将所述混合溶液保持在冰浴状态下进行超声处理,超声输入功率0.3W/ml-2W/ml,处理时长控制在10分钟-60分钟。
与现有技术相比,本发明具有如下至少一种的有益效果:
本发明上述复合材料,通过向酸镁水泥干料中加入氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂,制得的磷酸镁水泥强度高,力学性能好,同时,加入氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂后,制备得到磷酸镁水泥复合材料,反应更加充分,未反应的氧化镁减少,得到产品内部结构整齐密实,孔隙结构得到优化,耐久性好;采用复配后氧化石墨烯和碳纳米管,可以提升分散的稳定性,显著改善了氧化石墨烯和碳纳米管在溶液中的分散性。
本发明上述复合材料,通过加入聚羧酸减水剂可以对冲氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂对磷酸镁水泥工作性能的影响,改善初凝时间和流动性能,提高力学性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1是本发明一优选实施例的表1各组磷酸镁水泥力学强度测试结果示意图;
图2是本发明一优选实施例的未添加氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂的14天龄期的磷酸镁水泥电镜图片;
图3是本发明一优选实施例的掺入氧化石墨烯的14天龄期的磷酸镁水泥电镜图片;
图4是本发明一优选实施例的掺入碳纳米管的14天龄期的磷酸镁水泥电镜图片;
图5是本发明一优选实施例的掺入氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂的14天龄期的磷酸镁水泥电镜图片;
图6是本发明一优选实施例的掺入氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂的14天龄期的磷酸镁水泥电镜图片;
图7是本发明一优选实施例的掺入氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂的14天龄期的磷酸镁水泥电镜图片;
图8是本发明一优选实施例的表1各组磷酸镁水泥的孔隙率与孔径中位值曲线示意图;
图9是本发明一优选实施例的表1各组磷酸镁水泥的磷酸镁水泥14天龄期热重分析曲线示意图;
图10是氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂在硅酸盐水泥中的改性机理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,包括氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂、磷酸镁水泥干料和水,其中,氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂由商品少层氧化石墨烯和多壁碳纳米管复配,商品少层氧化石墨烯与多壁碳纳米管干重质量份比为1:1。在具体实施时,还可以选用多层氧化石墨烯或单壁的碳纳米管,氧化石墨烯和碳纳米管单体层数不影响本发明的实质。商品少层氧化石墨烯和多壁碳纳米管的总干重与磷酸镁水泥干料干重质量份之比为0.05:100。水与磷酸镁水泥干料质量比为0.15。磷酸镁水泥干料由重烧氧化镁、硼砂和磷酸二氢钾组成,在具体实施时,磷酸镁水泥干料可以采用市售组分组成和配合比设计,本实施例适用于任意市售的磷酸镁水泥干料,不同的磷酸镁水泥组分和配合比设计不影响本发明的实质。本实施例各组分的具体配比见表1。
上述氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料可以采用以下方法制备,包括:
制备浓度为0.05g/L的氧化石墨烯水溶液。
往氧化石墨烯水溶液中加入碳纳米管在烧杯中混合后,用玻璃棒搅拌至无肉眼可见的絮状物,放入超声分散器制备氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂,根据溶液量,按1ml/L的功率处理30分钟,期间烧杯一直处于冰浴状态,避免溶液温度过高。
将重烧氧化镁、硼砂和磷酸二氢钾按比例混合,搅拌均匀,制备磷酸镁水泥干料。
基于0.15的水与磷酸镁水泥干料之比,准备额外的水备用。
将制备的氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂与磷酸镁水泥干料混合,加入额外的水,高速搅拌机搅拌5分钟,将新拌水泥浆倒入试模(模具)中,震动20秒以去除气泡,然后在试模表面覆盖一层聚乙烯薄膜避免水分流失,养护24小时。脱模,并且水养护至14天龄期用以检测强度。
实施例2
本实施例提供氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,包括氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂、磷酸镁水泥干料和水,其中,氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂由商品少层氧化石墨烯和多壁碳纳米管复配,商品少层氧化石墨烯与多壁碳纳米管干重质量份比为1:1。商品少层氧化石墨烯和多壁碳纳米管的总干重与磷酸镁水泥干料干重质量份之比为0.1:100。水与磷酸镁水泥干料质量比为0.15。磷酸镁水泥干料由重烧氧化镁、硼砂和磷酸二氢钾组成。本实施例各组分的具体配比见表1。
上述氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料可以采用以下方法制备,包括:
制备浓度为0.05g/L的氧化石墨烯水溶液。
往氧化石墨烯水溶液中加入碳纳米管在烧杯中混合后,用玻璃棒搅拌至无肉眼可见的絮状物,放入超声分散器制备氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂,根据溶液量,按1ml/L的功率处理30分钟,期间烧杯一直处于冰浴状态,避免溶液温度过高。
将重烧氧化镁、硼砂和磷酸二氢钾按比例混合,搅拌均匀,制备磷酸镁水泥干料。
基于0.15的水与磷酸镁水泥干料之比,准备额外的水备用。
将制备的氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂与磷酸镁水泥干料混合,加入额外的水,高速搅拌机搅拌5分钟,将新拌水泥浆倒入试模中,震动20秒以去除气泡,然后在试模的表面覆盖一层聚乙烯薄膜避免水分流失,养护24小时。脱模,并且水养护至14天龄期用以检测强度。
实施例3
本实施例提供氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,本实施例与实施例1的区别在于,添加聚羧酸减水剂,聚羧酸减水剂与磷酸镁水泥干料重量份之比为0.1:100,其他条件与实施例1均相同。本实施例各组分的具体配比见表1。
上述氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料可以采用以下方法制备:
制备浓度为0.05g/L的氧化石墨烯水溶液。
往氧化石墨烯水溶液中加入碳纳米管在烧杯中混合后,用玻璃棒搅拌至无肉眼可见的絮状物,放入超声分散器制备氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂,根据溶液量,按1ml/L的功率处理30分钟,期间烧杯一直处于冰浴状态,避免溶液温度过高。
将重烧氧化镁、硼砂和磷酸二氢钾按比例混合,搅拌均匀,加入聚羧酸减水剂,制备磷酸镁水泥干料。
基于0.15的水与磷酸镁水泥干料之比,准备额外的水备用。
将制备的氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂与磷酸镁水泥干料混合,加入额外的水,高速搅拌机搅拌5分钟,新拌水泥浆倒入试模中,震动20秒以去除气泡,然后覆盖一层聚乙烯薄膜避免水分流失,养护1小时。脱模,并且水养护至14天龄期用以检测强度。
对比例1为空白组,各组分的具体配比见表1。
对比例2为向磷酸镁水泥中单独添加氧化石墨烯,各组分的具体配比见表1。
对比例3为向磷酸镁水泥中单独添加碳纳米管,各组分的具体配比见表1。
表1
下面对实施例1-3、对比例1-3得到的磷酸镁水泥分别从力学性能、凝结时间和流动度、微观结构、内部结构及原理等方面进行对比分析:
参照图1所示,根据力学强度测试结果,可见实施例1、实施例2及实施例3的增强效果均高于同掺量的单独添加氧化石墨烯和碳纳米管的组,并且氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂添加量(干重)高的实施例2表现优于低掺量实施例1、实施例3。实施例3由于聚羧酸减水剂的加入,强度优于实施例1组。
在表1中各组制备完成后,另取部分新拌磷酸镁水泥浆,测量表1各组的凝结时间和流动度,流动度和凝结时间结果如下表2:
表2
通过表2中对比例1与其余组对比可见,添加氧化石墨烯、碳纳米管、氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂之后,使磷酸镁水泥浆的流动度下降严重,凝结时间也大幅度缩短,这对磷酸镁水泥的工作性能有负面影响,但由实施例3可见,通过加入聚羧酸减水剂可以对冲氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂对磷酸镁水泥工作性能的影响,改善初凝时间和流动性能,提高了力学性能。在具体实施时,聚羧酸减水剂也可替换为其他辅助剂,如:奈系减水剂,木质磺酸盐或脂肪酸减水剂等辅助剂。在其他部分优选实施例中,辅助剂与磷酸镁水泥干料重量份之比为0.02-0.5:100。
参照图2-图7所示,为表1中各组14天龄期的磷酸镁水泥的电镜图片,图中MgO为未反应的氧化镁,属于水泥的脆弱点;Struvite-K是磷酸镁钾矿物相,为磷酸镁水泥强度贡献者。参照图2所示,14天龄期的水泥在电镜下观测,没有发现明显的氧化石墨烯和碳纳米管单体分布,推测无桥接增强效应。未添加任何改性物质的磷酸镁水泥界面粗糙,破碎,有大量未反应的氧化镁颗粒,脆弱面广泛。参照图3、图4所示,单独添加氧化石墨烯和碳纳米管后,微观界面有所改善,体现在未反应的氧化镁颗粒减少,界面粗糙度改善。参照图5所示,加入氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂后,基本无氧化镁颗粒出现,界面光滑。但提高掺量后,参照图6所示,界面又变得破碎,但产物走向更加整齐。参照图7所示,低掺量加入氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂,并且在磷酸镁干料中加入聚羧酸减水剂,界面光滑,产物走向整齐,密实,裂纹减少,是有非常少的氧化镁零星分布,是最理想的微观结构。
参照图8所示,为表1中各组的孔隙率与孔径中位值关系曲线示意图,经过空隙结构分析进一步证实,氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂会大幅度降低磷酸镁水泥的孔径,使磷酸镁水泥内部更加密实。空隙率有上升的趋势,但结合力学性能来看,对磷酸镁水泥的性能无明显负面影响。
参照图9所示,为表1的各组磷酸镁水泥14天龄期热重分析示意图,磷酸镁水泥在60-200摄氏度的重量损失可以看做为组分中Struvite-K(六水硫酸钾镁)的含量,该物质是磷酸镁水泥强度的主要贡献者,含量越多,说明磷酸镁水泥的反应越彻底,强度越高,内部未反应的薄弱区域越少,基质越密实。由图9可以看出,通过氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂改性过的磷酸镁水泥,在60-200摄氏度的重量损失大于其他组,说明氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂促进了磷酸镁水泥的反应进程,生成了更多的Struvite-K。这也是氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂增强磷酸镁水泥的原理所在。需要强调的是该原理与氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂增强硅酸盐水泥完全不同。同时,对改性后的磷酸镁水泥还进行了红外吸收光谱和X射线衍射测试,证实,氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂改性后,磷酸镁水泥没有新的物相生成,也没有新的化学键产生,证明石墨烯/碳纳米管改性剂不是用过化学键与磷酸镁水泥中的组分相连接而进行增强。而在硅酸盐水泥中,氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂通过氧化石墨烯与碳纳米管形成的交联三维微结构与硅酸盐水泥中的组分共价连接,产生增强效果,如图10所示。因此,氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂增强磷酸镁水泥的原理与氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂增强硅酸盐水泥完全不同。
由上述表1中各实施例和对比例的力学性能、凝结时间和流动度、微观结构、内部结构测试数据可以说明,无论在单一性能,还是在综合性能上,上述实施例1-3得到的氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料都明显地优于对比例1-3的得到磷酸镁水泥材料,同时说明了通过添加氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂实现对磷酸镁水泥强化改性。
实施例4
本实施例提供氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,包括氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂和磷酸镁水泥干料,其中,氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂由氧化石墨烯和碳纳米管复配,氧化石墨烯与碳纳米管干重质量份比为2:3。氧化石墨烯和碳纳米管的总干重与磷酸镁水泥干料干重质量份之比为0.01:100。
上述氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料可以采用以下步骤制备:
步骤1:制备氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂。
步骤1.1:将氧化石墨烯干粉溶解在纯水溶液中制备氧化石墨烯分散液,利用搅拌装置使其均匀分散在水相中,浓度为0.05g/L。
步骤1.2:向制备的氧化石墨烯分散液中加入碳纳米管干粉,搅拌至分散液中无肉眼可见的明显絮状物。
步骤1.3:将步骤1.2制备的分散液超声处理,制备的氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂,超声输入功率1W/ml,处理时长控制在30分钟。超声处理时,分散液保持在冰浴状态下。
步骤2:改性磷酸镁水泥的制备。
步骤2.1:将氧化镁粉末、硼砂、磷酸二氢钾等干料按质量份之比为32:13:5的比例混合,搅拌均匀,制备磷酸镁水泥干料。
作为一优选方式,向将步骤2.1中制备的干料中加入矿物添加剂,如粉煤灰,高炉矿渣等。
步骤2.2:向步骤2.1中制备混合料中加入步骤1中制备的氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂。
步骤2.3:基于0.15的水与磷酸镁水泥干料之比,加水搅拌,浇筑水泥浆至模具内定型,震荡20秒去除气泡,模具表面覆盖薄膜,养护1小时后脱模,然后养护至使用龄期。
将上述步骤制备的磷酸镁水泥按照与实施例1-3相同的测试方法进行检测,结果表明,实施例4的新拌水泥浆的流动度为16.7cm,凝结时间为9.33min。在14天龄期时的抗压强度为18.32MPa,抗折强度为3.68MPa。
实施例5
本实施例提供氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,包括氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂和磷酸镁水泥干料,其中,氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂由氧化石墨烯和碳纳米管复配,氧化石墨烯与碳纳米管干重质量份比为1:4。氧化石墨烯和碳纳米管的总干重与磷酸镁水泥干料干重质量份之比为0.5:100。
上述氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料可以采用以下步骤制备:
步骤1:制备氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂。
步骤1.1:将氧化石墨烯干粉溶解在纯水溶液中制备氧化石墨烯分散液,利用搅拌装置使其均匀分散在水相中,浓度为0.02g/L。
步骤1.2:向制备的氧化石墨烯分散液中加入碳纳米管干粉,搅拌至分散液中无肉眼可见的明显絮状物。
步骤1.3:将步骤1.2制备的分散液超声处理,制备的氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂,超声输入功率2W/ml,处理时长控制在50分钟。超声处理时,分散液保持在冰浴状态下。
步骤2:改性磷酸镁水泥的制备。
步骤2.1:将氧化镁粉末、硼砂、磷酸二氢铵等干料按质量份之比为100:8:25的比例混合,搅拌均匀,制备磷酸镁水泥干料。
作为一优选方式,向将步骤2.1中制备的干料中加入矿物添加剂,如粉煤灰,高炉矿渣等。
步骤2.2:向步骤2.1中制备混合料中加入步骤1中制备的氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂。
步骤2.3:基于0.12的水与磷酸镁水泥干料之比,加水搅拌。浇筑水泥浆至模具内定型,震荡25秒去除气泡,在模具表面覆盖薄膜,养护1小时后脱模,然后养护至使用龄期。
将上述步骤制备的磷酸镁水泥按照与实施例1-4相同的测试方法进行检测,结果表明,实施例5的新拌水泥浆的流动度为10.7cm,凝结时间为9.11min。在14天龄期时的抗压强度为30.32MPa,抗折强度为5.89MPa。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质。
Claims (10)
1.一种氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,其特征在于,包括:氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂和磷酸镁水泥干料,其中,所述氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂由氧化石墨烯和碳纳米管复配,所述氧化石墨烯和所述碳纳米管的总干重与所述磷酸镁水泥干料干重质量份之比为0.01-0.5:100。
2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,其特征在于,所述氧化石墨烯与所述碳纳米管干重质量份比为1-4:1-4。
3.根据权利要求2所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,其特征在于,所述氧化石墨烯与所述碳纳米管干重质量份比为2-3:2-3。
4.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,其特征在于,还包括水,所述水与所述磷酸镁水泥干料的质量份之比为0.1-0.5:1。
5.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,其特征在于,还包括辅助剂,所述辅助剂与所述磷酸镁水泥干料重量份之比为0.02-0.5:100。
6.根据权利要求5所述的一种氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料,其特征在于,所述辅助剂选用聚羧酸减水剂、奈系减水剂、木质磺酸盐或脂肪酸减水剂中任一种。
7.一种权利要求1-6任一项所述的氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料的制备方法,其特征在于,包括:
将氧化石墨烯干粉溶解在水溶液中,并使所述氧化石墨烯干粉均匀分散在水相中,配制浓度0.02g/L-0.1g/L的氧化石墨烯分散液;
向制备得到所述氧化石墨烯分散液中加入碳纳米管干粉形成混合溶液,搅拌至所述混合溶液中无肉眼可见的明显絮状物,经超声处理后,得到氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂;
将得到的所述氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂与磷酸镁水泥干料混合,搅拌均匀,得到水泥浆;
将所述水泥浆浇筑至模具内定型,经震荡去除气泡,在所述模具表面覆盖薄膜,养护后脱模,最后养护至使用龄期,得到所述氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料。
8.根据权利要求7所述的氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料的制备方法,其特征在于,所述将得到氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂与磷酸镁水泥干料混合之前,还包括:
向所述磷酸镁水泥干料中加入辅助剂得到第一混合料,或向所述氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂中加入所述辅助剂得到第二混合料;
再将所述第一混合料或所述第二混合料与所述氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂或所述磷酸镁水泥干料混合。
9.根据权利要求7所述的氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料的制备方法,其特征在于,所述将得到的氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂与磷酸镁水泥干料混合,其中,加入水混合,并搅拌均匀。
10.根据权利要求7所述的氧化石墨烯/碳纳米管协同增强磷酸镁水泥复合材料的制备方法,其特征在于,所述经超声处理后,得到氧化石墨烯/碳纳米管复合改性剂,其中,将所述混合溶液保持在冰浴状态下进行超声处理,超声输入功率0.3W/ml-2W/ml,处理时长控制在10分钟-60分钟。
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