徐州3D打印

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石墨烯对3DGACC从制备到性能的深度影响全解析

    

3DGACC 拥有不错的电热与热电这 “双” 重效应。由于它具备高导电率以及稳定的导电网络结构,所以它有在建筑物或者路面融雪化冰方面应用的潜力,同时还能助力混凝土结构达成温度的智能化诊断以及自我调节。此外,它在建筑物废热收集、节能以及储能等领域都能派上用场,对能源综合利用效率的提升很有帮助。石墨烯纳米材料在力、电、热等方面的性能都相当出色,将其作为碳基填充改性组分后,对水泥浆的水化作用以及粘结作用影响显著,能使水泥基复合材料的宏观性能得以改进。
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我们把石墨烯当作导电组分功能材料,利用超声辅助以及添加聚羧酸类高效减水剂等方式来优化水泥净浆的流变特性,从而获得了具有可灌性特征的流变特征参数。当氧化石墨烯(GO)墨水浓度为 10 毫克每毫升、超声时间约为 8 分钟且减水剂含量大于 0.5% 时,对流变特性的改善效果最为理想。通过真空灌注自延流的方式能够增强水泥基材料的密实性,当水灰比设定为 0.45 时,水泥浆料在 3DGA 孔径处于 2 - 2.5 毫米这个区间时存在一个可灌入的阈值,这为微型喷嘴的尺寸选择以及实现三维石墨烯的可控制备提供了参数方面的参考依据。
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借助 3D 打印技术,我们实现了对 3DGACC 的可控制备,这有效减少了石墨烯纳米碳基材料在水泥复合材料中的掺入量(范围在 0.01% - 0.18% 重量比之间),并实现了 3DGACC 的高电导率(在 6.49 - 43.47 西门子每米之间)。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)等材料表征手段可以观察到,三维石墨烯与水泥水化产物相互包裹、咬合,而且它为水泥水化产物的生长提供了一定的模板作用,使水化产物晶体的分布生长变得更有规律,对水泥石的元素分布起到了分隔的作用。

2024-09-13 09:32:20