1.一种纳米再生混凝土,其特征在于,所述纳米再生混凝土中包括粉煤灰、聚乙烯醇及氧化石墨烯;所述粉煤灰、聚乙烯醇及氧化石墨烯构成GO‑PVAH@FA水凝胶。
2.如权利要求1所述纳米再生混凝土,其特征在于,所述FA为GB/T 1596‑2017标准中规定的烧失量≤5%的I级FA;
或,所述PVA为平均聚合度为500~600、醇解度为88%的PVA水溶液;将GO分散在PVA水溶液,形成稳定的GO‑PVA预聚体液;
或,所述GO为单层率≥90%、含氧量35~45%的GO粉料或浓度0.05~10mg/mL的水分散液;其中用GO水分散液时,按浓度比例计算水分散液中的GO质量,相应水分散液中的水计算到所述3D打印混凝土所用水总量中。
3.如权利要求1所述纳米再生混凝土,其特征在于,所述纳米再生混凝土中还具有复配水泥,所述复配水泥由高贝利特硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、石膏以1:(0.65‑1.25):(0‑
0.15)重量份数比混合而成;
或,所述纳米再生混凝土中还具有再生砂,所述再生砂中包括粗砂、中砂、细砂及超细砂;其中,所述中砂率为27%‑33%;
优选的,所述粗砂为细度模数为3.7‑3.1,平均粒径为0.5mm以上的粗砂;
优选的,所述中砂为细度模数为3.0‑2.3,平均粒径为0.5mm‑0.35mm的中砂;
优选的,所述细砂为细度模数为2.2‑1.6,平均粒径为0.35mm‑0.25mm的细砂;
优选的,所述超细砂为细度模数为1.5‑0.7,平均粒径为0.25mm以下的超细砂;
优选的,所述粗砂、中砂、细砂及超细砂的质量比为1:(1.1‑2.0):(1‑1.5):(1‑1.5)。
4.如权利要求1所述纳米再生混凝土,其特征在于,所述纳米再生混凝土由以下重量份的原料组成:复配水泥1份、再生砂1‑2份、粉煤灰0.05‑0.2份、聚乙烯醇0.005‑0.05份、氧化石墨烯0.0002‑0.002份、钢纤维0.01‑0.05份、有机纤维0.005‑0.02份、减水剂0.005‑0.01份、调凝剂0.005‑0.01份、矿物掺合料0‑0.05份和水0.3‑0.5份;所述PVA中还具有氧化剂和催化剂;
优选的,所述减水剂为聚羧酸类高效减水剂、早强型聚羧酸类减水剂、萘系磺酸钠高效减水剂或密胺树脂类高效减水剂其中的一种或几种的优化组合;
优选的,所述调凝剂为无水硫酸钠、三乙醇胺、纳米C‑S‑H晶核其中的一种;
优选的,钢纤维为切断钢纤维、剪切钢纤维、铣削型钢纤维、熔抽钢纤维其中的一种或几种的组合;
优选的,所述有机纤维为短切类聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、高密度聚乙烯纤维其中的一种或几种的组合。
5.如权利要求1所述纳米再生混凝土,其特征在于,所述矿物掺合料为再生微粉、磨细矿渣、粉煤灰、火山灰或硅粉其中的一种或几种的组合;
优选的,所述水为包括但不限于蒸馏水、去离子水、自来水或电解水中的一种;
优选的,所述PVA氧化剂、PVA催化剂分别为高碘酸钠、高锰酸钾或氯酸钾,浓盐酸、稀硫酸、稀硝酸或硼酸中的一种,以通过原位聚合插层工艺,在GO片层结构插层PVA预聚体。
6.权利要求1‑5任一项所述纳米再生混凝土的加工工艺,其特征在于,所述加工工艺包括:将PVA与GO、氧化剂通过原位聚合插层法制成GO‑PVA预聚体液;将FA、减水剂、催化剂及所述GO‑PVAH预聚体液混合均匀,形成FA外裹GO‑PVAH预聚体液,形成GO‑PVAH@FA;将GO‑PVAH@FA分散在含减水剂、调凝剂的溶液中,形成GO‑PVAH@FA悬浮液;
优选的,将复配水泥、再生砂、钢纤维、有机纤维、矿物掺合料在料仓内机械混匀,形成纳米再生混凝土干混料。
7.权利要求6所述纳米再生混凝土的加工工艺,其特征在于,所述GO‑PVAH@FA悬浮液与所述纳米再生混凝土干混料在3D打印头内快速混合,设定3D机器臂打印规格,逐层打印出不同层厚的纳米再生混凝土薄层,从而得到纳米再生混凝土。
8.权利要求7所述纳米再生混凝土的加工工艺,其特征在于,所述纳米再生混凝土的加工工艺具体操作如下:
S1:将所述PVA溶于热水中配制PVA水溶液;在有所述PVA氧化剂存在条件下,将所述GO粉料或水分散液混入PVA水溶液,采用原位聚合插层工艺,在GO片层结构插层PVA预聚体,得到GO‑PVA预聚体液;
S2:将所述FA、部分所述减水剂、所述PVA催化剂加入GO‑PVA预聚体液,进一步采用热超声工艺,在所述FA颗粒表面外裹GO‑PVA水凝胶(GO‑PVAH),得到GO‑PVAH@FA并密封备用;
S3:将上述GO‑PVAH@FA加入剩余所述减水剂、所述调凝剂形成的外加剂水溶液中,高速搅匀,得到GO‑PVAH@FA悬浮液;与此同时,将所述复配水泥、所述再生砂、所述钢纤维、所述有机纤维、所述矿物掺合料在料仓内机械混匀,形成纳米再生混凝土干混料;
S4:确定不同规格尺寸、材料参数的滨海装配结构模型,确定3D机器臂打印规格要求,采用本领域所熟知的方法将GO‑PVAH@FA悬浮液与纳米再生混凝土干混料在3D打印头快速混合,逐层打印出不同层厚的纳米再生混凝土薄层,最终快速制造出滨海装配结构。
9.权利要求8所述纳米再生混凝土的加工工艺,其特征在于:在步骤S1中,可结合自动滴定法、旋转粘度计、UV‑Vis分光度法、微观形貌法分析GO‑PVA预聚体液中PVA插层效率及GO分散效果;
或,在步骤S2中,可分别结合冷冻干燥法、UV‑Vis分光度法、TG‑DSC综合热分析法、微观形貌法测GO‑PVAH平衡溶胀率,透光度、结构交联度、微观分布形貌及致密度;结合乙醇排水法、TG‑DSC综合热分析法、剥离强度法及膜厚仪法分别测GO‑PVAH@FA的整体密度、含水量及有机物含量、界面抗剥离力及裹层厚度;
或,在步骤S4中,可以采用本领域技术人员所熟知的3D打印用纳米再生混凝土常规制备方法制备纳米再生混凝土,通过纳米再生混凝土流变仪,全自动混凝土凝结时间及稠度测定仪等来优选相应减水剂、调凝剂的类型及掺量。
10.权利要求1‑7任一项所述纳米再生混凝土在制备滨海装配结构中的应用;
优选的,所述滨海装配结构包括但不限于井盖、雨水篦子、地下管廊、卵型水槽、地铁管片、蜂窝梁、叠合梁/板。