膨胀石墨
混凝土中添加膨胀石墨的效果及方法
混凝土中添加膨胀石墨的效果及方法一、前言混凝土作为现代建筑中最常用的建筑材料之一，具有强度高、耐久性好、施工方便等优点。
但是，在实际的使用过程中，混凝土还存在某些缺点，比如：容易开裂、易受温度变化影响等。
为了解决这些问题，人们在混凝土中添加了各种材料，其中膨胀石墨就是一种常用的添加物。
本文就来详细介绍混凝土中添加膨胀石墨的效果及方法。
二、膨胀石墨的简介1. 膨胀石墨的定义膨胀石墨是由石墨和一定量的石墨化学氧化剂组成的一种复合材料。
它的特点是在高温下会产生气体，从而使材料体积膨胀。
2. 膨胀石墨的性能（1）膨胀石墨的膨胀性能良好，可控性强。
（2）膨胀石墨的热稳定性好，在高温下依然能够保持其性能。
（3）膨胀石墨具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能。
（4）膨胀石墨的化学稳定性好，能够稳定地与混凝土中的其他材料反应。
三、混凝土中添加膨胀石墨的效果1. 提高混凝土的耐久性能混凝土中添加膨胀石墨可以在混凝土中形成孔隙，从而使其具有更好的渗透性和透气性，防止混凝土表面龟裂，提高混凝土的耐久性能。
2. 提高混凝土的抗裂性能混凝土中添加膨胀石墨可以使混凝土中形成孔隙，从而分散混凝土中的应力，提高混凝土的抗裂性能。
3. 提高混凝土的抗温性能混凝土中添加膨胀石墨可以在混凝土中形成孔隙，从而减少混凝土的热膨胀系数，提高混凝土的抗温性能。
4. 提高混凝土的抗压性能混凝土中添加膨胀石墨可以形成孔隙，从而减少混凝土中的密实度，从而提高混凝土的抗压性能。
四、混凝土中添加膨胀石墨的方法1. 材料准备添加膨胀石墨前，需要准备好以下材料：（1）水泥：用于固化混凝土，提高混凝土的强度。
（2）石子：用于增加混凝土的强度，是混凝土的主要骨料。
（3）砂子：用于增加混凝土的稠度和可塑性。
（4）膨胀石墨：作为添加剂，用于增加混凝土的孔隙率。
2. 混合在混合混凝土的过程中，需要将以上材料按照一定比例进行混合。
一般情况下，混凝土中添加膨胀石墨的比例为混凝土总重量的2%-5%。
碳泡沫和膨胀石墨
碳泡沫和膨胀石墨
膨胀石墨可后处理成柔性石墨作为密封材料使用。
与传统密封材料(如石棉、橡胶、纤维素及其复合材料)相比,柔性石墨可用温度范围较宽,在空气中可用范围在-200℃-450℃,在真空或还原性气氛中可到3000℃,且热膨胀系数小,在低温下不发脆、不炸裂,在高温下不软化、不蠕变,因而被冠以“密封王”的美誉,目前已广泛应用于石油化工、机械、冶金、原子能等行业。
膨胀石墨有疏水性和亲油性,可以在水中有选择性地除去非水性的溶液,如从海上、河流、湖泊中除去浮油。
膨胀石墨在吸油时能形成一定的缠绕空间,可储存远大于其总孔容的油类物质。
吸附大量油后可集结成块,浮在液面,便于收集,并可再生处理,循环使用。
由于膨胀石墨基本由纯碳组成,无毒和具有化学惰性,所以在水中不会造成二次污染。
此外,膨胀石墨还可用于工业废水乳状液除油以及除去可溶于油的物质,如农药等,并对许多其他有机或无机有害成分有良好的吸附效果。
除了可在液相中进行选择性吸附,膨胀石墨对工业废气及汽车尾气所产生的大气污染主要成分如SOx和NOx 也有一定的脱除效果。
膨胀石墨的传热系数
膨胀石墨的传热系数一、引言膨胀石墨是一种热传导性能非常好的材料，具有很高的热传导系数。
其热传导性能在高温下表现尤为突出，因此被广泛应用于核工业、航空航天等领域。
本文将深入探讨膨胀石墨的传热系数。
二、膨胀石墨的基本特性1. 膨胀石墨的定义膨胀石墨是一种由多层碳原子构成的材料，具有非常好的导电和导热性能。
其名称来源于其可以通过化学反应或物理方法进行膨胀加工，从而形成具有不同孔隙率和密度的结构。
2. 膨胀石墨的结构特点膨胀石墨具有类似于层板结构的形态，其中每一层都由六个碳原子构成一个环形分子，并且相邻两层之间通过范德华力相互作用而紧密结合在一起。
3. 膨胀石墨的物理特性膨胀石墨具有非常好的导电和导热性能，并且在高温下表现尤为突出。
此外，膨胀石墨还具有很高的机械强度和化学稳定性。
三、膨胀石墨的传热系数1. 传热系数的定义传热系数是指单位时间内单位面积上的热量传递量与温度差之比，通常用W/(m²·K)表示。
2. 膨胀石墨的传热系数膨胀石墨具有非常好的导热性能，其导热系数在不同温度下表现出不同的特点。
在室温下，膨胀石墨的导热系数约为125 W/(m·K)，而在高温下可以达到500 W/(m·K)以上。
3. 影响膨胀石墨传热系数的因素（1）温度：随着温度升高，膨胀石墨的导热性能会逐渐增强；（2）密度：密度越高，膨胀石墨的导热性能越好；（3）孔隙率：孔隙率越大，膨胀石墨的导热性能越差；（4）结构：不同结构的膨胀石墨导热性能也会有所不同。
四、膨胀石墨的应用领域1. 核工业膨胀石墨在核反应堆中作为反应堆堆芯、反应堆壳体和控制棒等部件材料，具有很高的应用价值。
2. 航空航天膨胀石墨在航空航天领域中作为发动机喷嘴、涡轮叶片等部件材料，可以提高发动机的效率和性能。
3. 其他领域膨胀石墨还可以用于制造高温炉、电极、电子器件等，具有广泛的应用前景。
五、结论综上所述，膨胀石墨是一种具有非常好的导热性能的材料，其传热系数在高温下表现尤为突出。
膨胀石墨
种类
柔性石墨密封材料按其用途，主要分为两大类：一类用于各种泵、阀门、反应釜上的密封填料；另一类是用 于各种管道法兰上的石墨垫片。
①密封填料
密封填料是将切成适当宽度和长度的膨胀石墨带缠绕在不同规格的金属模中，在压力机上直接成型的预成填 料，适用于各种截止阀、闸阀、调节阀、球阀、加阀等。
②密封垫片
通常可分为两种，一种是纯石墨垫片，它是用膨胀石墨粒料直接在金属模中压制成型，也可用膨胀石墨板材 直接冲裁或切割而成；另一种是石墨缠绕垫，是以金属带和膨胀石墨重叠卷成，可以在较高压力下使用。
③石墨盘根
石墨盘根是用棉纤维或石墨纤维同石墨卷箔编织而成的密封材料。以棉纤维为芯的石墨盘根（SPM型）适用 于压力12MPa、温度200℃以下的管道、阀门、机泵等的密封，接触介质可为河水、自来水、地下水、海水、油类 等。以石墨纤维为芯的石墨盘根（SPS型）适用于压力12MPa、温度350℃以下的管道、阀门、机泵等的密封，接 触介质除了各种水、油类外，还可以接触酸碱物质。
膨胀石墨可后处理成柔性石墨作为密封材料使用。与传统密封材料(如石棉、橡胶、纤维素及其复合材料)相 比,柔性石墨可用温度范围较宽,在空气中可用范围在-200℃-450℃,在真空或还原性气氛中可到3000℃,且热膨胀 系数小,在低温下不发脆、不炸裂,在高温下不软化、不蠕变,因而被冠以“密封王”的美誉,目前已广泛应用于石 油化工、机械、冶金、原子能等行业。
膨胀石墨的性质和结构
分子式：C1）耐高温型：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。
石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。
从现有的文献中可以查知，膨胀石墨是一种性能优良的吸附剂，尤其是它具有疏松多孔结构，对有机化合物具有强大的吸附能力，1g膨胀石墨可吸附80g石油，于是膨胀石墨就被设计成各种工业油脂和工业油料的吸附剂。
2）导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。
导热性超过钢、铁、铅等金属材料。
导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。
石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。
碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。
拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。
汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成，从“炭”字音。
石墨是元素碳的一种同素异形体[1]，每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合，构成共价分子。
由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。
石墨是其中一种最软的矿物。
它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。
2、作导电材料：在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。
自然界已发现的沸石有30多种，较常见的有[1]方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等，都以含钙、钠为主。
它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。
晶体所属晶系随矿物种的不同而异，以单斜晶系和正交晶系（斜方晶系）的占多数。
方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形，片沸石、辉沸石呈板状，毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状，钙十字沸石和辉沸石双晶常见。
纯净的各种沸石均为无色或白色，但可因混入杂质而呈各种浅色。
玻璃光泽。
解理随晶体结构而异。
膨胀石墨分类
膨胀石墨分类
膨胀石墨是一种特殊形态的石墨材料，具有独特的热膨胀性能。
根据其制备方法和应用领域的不同，膨胀石墨可以分为以下几类：
1. 热膨胀膨胀石墨（Thermal Expandable Graphite，TEG）：热膨胀膨胀石墨是通过在石墨晶体中引入特殊的氧化剂或物质，使其在高温下发生氧化反应，产生气体并引起石墨晶体的膨胀。
这种膨胀石墨通常用于热膨胀密封、防火材料、隔热材料等领域。
2. 高膨胀石墨（High Expandable Graphite，HEG）：高膨胀石墨是一种具有较大膨胀率的膨胀石墨，通常用于防火、隔热和密封材料等领域。
其膨胀率较高，能够在受热时迅速膨胀，形成一种绝热层或隔热层，具有良好的防火和隔热效果。
3. 中等膨胀石墨（Medium Expandable Graphite）：中等膨胀石墨的膨胀率介于热膨胀石墨和高膨胀石墨之间。
它在热膨胀性能和力学性能之间取得了平衡，常用于防火材料、隔热材料、密封材料、橡胶和塑料增强剂等应用领域。
需要注意的是，膨胀石墨的膨胀性能可以根据具体的应用需求进行调整和控制。
不同类型的膨胀石墨可以通过调整制备方法、添加剂和处理工艺来实现不同的膨胀性能和应用特性。
因此，在实际应用中，根据具体的需求和要求选择适合的膨胀石墨类型是非常重要的。
1。
膨胀石墨
膨胀石墨的性质以及应用摘要：石墨是一种天然固体润滑剂，资源丰富，价格便宜，用途广泛。
石墨具有层状结构，碱金属、卤素金属卤化物、强氧化性含氧酸都可嵌入层间，形成层间化合物。
膨胀石墨是以天然鳞片石墨为原料，经化学或电化处理而得到的一种石墨层间化合物产品，被誉为世界“密封之王”。
本文主要对石墨的优良特性及膨胀石墨的应用作了系统概述。
关键字：膨胀石墨；用途；发展；前言膨胀石墨遇高温可瞬间体积膨胀150~300 倍，由片状变为蠕虫状，从而结构松散，多孔而弯曲，表面积扩大、表面能提高、吸附鳞片石墨力增强，蠕虫状石墨之间可自行嵌合，这样增加了它的柔软性、回弹性和可塑性。
膨胀石墨是生产柔性石墨板材、各种密封件的优质材料。
其耐温范围宽，在-200~3600之间，在温、高压或辐射条件下工作，不发生分解、变形或老化，化学性质稳定，被广泛应用于机械、石油、化工、冶金、航海、航空航天、交通等工业领域。
1、膨胀石墨性质膨胀石墨材料又称柔性石墨材料,是一种利用物理或化学的方法使非碳质反应物插入石墨层间，与炭素的六角网络平面结合的同时又保持了石墨层状结构的晶体化合物。
它不仅保持石墨耐高温、耐腐蚀、能承受中子流、x 射线、γ射线的长期辐照，磨擦系数低，自润滑性好，导电导热、并呈各向异性等优异的理化性质，而且由于插入物质与石墨层的相互作用而呈现出原有石墨及插层物质不具备的新性能，克服了天然石墨脆性及抗冲击很差的缺点。
插有层间化合物的石墨在遇到高温时，层间化合物将分解，产生一种沿石墨层间C轴方向的推力，这个推力远大于石墨粒子的层间结合力，在这个推力的作用下石墨层间被推开，从而使石墨粒子沿C轴方向高倍地膨胀，形成蠕虫状的膨胀石墨。
石墨层与层之间可“嵌”入化学物质而具有可膨胀性。
如可采用硫酸处理石墨，干燥后石墨在高温下膨胀，这是由于硫酸分子“嵌”入石墨层所致。
膨胀石墨薄片的膨胀特性不同于其他膨胀剂，受热达到一定温度时，由于吸留在层间点阵中化合物分解，膨胀石墨便开始膨胀，称为起始膨胀温度，在1000℃时膨胀完全，达到最大体积。
混凝土中添加膨胀石墨的原理及效果
混凝土中添加膨胀石墨的原理及效果一、前言混凝土被广泛应用于建筑结构中，但其在使用过程中存在一些问题。
例如，混凝土易开裂、易渗水、易受腐蚀等。
为了解决这些问题，人们在混凝土中添加各种添加剂，其中膨胀石墨就是一种常用的添加剂。
本文将介绍膨胀石墨的原理及其在混凝土中的效果。
二、膨胀石墨的介绍1. 膨胀石墨的定义膨胀石墨是一种由天然石墨经高温处理制成的一种具有膨胀性能的微细颗粒物质。
其主要成分是碳，因此具有良好的化学稳定性和机械强度。
2. 膨胀石墨的性质（1）膨胀性能：膨胀石墨的表面存在很多小孔和空隙，当遇到高温时，这些小孔和空隙会被热胀冷缩，从而发生膨胀。
（2）化学稳定性：膨胀石墨的主要成分是碳，因此在一般的化学环境中具有很好的稳定性。
（3）机械强度：膨胀石墨经过高温处理后，表面硬度增加，机械强度也相应提高。
三、膨胀石墨在混凝土中的添加原理1. 膨胀石墨的作用（1）改善混凝土的抗裂性能：膨胀石墨的膨胀性能可以使混凝土内部产生微小的应力，从而增强混凝土的抗裂能力。
（2）提高混凝土的抗渗性能：膨胀石墨的膨胀性能可以使混凝土中的孔隙变小，从而减少混凝土的渗透性。
（3）提高混凝土的抗冻性能：膨胀石墨的膨胀性能可以使混凝土中的孔隙变小，从而减少混凝土的吸水率，提高混凝土的抗冻性能。
（4）提高混凝土的耐久性：膨胀石墨的添加可以减少混凝土的开裂和渗透，从而提高混凝土的耐久性。
2. 膨胀石墨的添加方法膨胀石墨可以通过两种方法添加到混凝土中：干混和湿混。
（1）干混：将膨胀石墨和水泥一起干混，然后再加入砂子、骨料等混凝土原材料，最后加水搅拌成混凝土。
（2）湿混：将膨胀石墨加入水中，搅拌均匀后再加入水泥、砂子、骨料等混凝土原材料，最后加水搅拌成混凝土。
四、膨胀石墨在混凝土中的效果1. 抗裂性能的提高膨胀石墨的添加可以增强混凝土的抗裂能力。
实验结果表明，添加适量的膨胀石墨可以使混凝土的裂缝数目减少50%以上。
2. 抗渗性能的提高膨胀石墨的添加可以减少混凝土的孔隙和空隙，从而减少混凝土的渗透性。
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膨胀石墨（expanded graphite）
膨胀石墨是由天然鳞片石墨制得的一种疏松多孔的蠕虫状物质，因此又叫石墨蠕虫。
天然鳞片石墨是具有层状结构的晶体，每一层的碳原子以强有力的共价键组合成网状平面大分子，而层与层之间以很弱的范德华力结合，在强氧化剂的作用下，网状平面大分子变成有正电荷的平面大分子，致使具有极性的硫酸分子和硫酸氢根等负离子插入石墨层中形成可膨胀石墨，又叫石墨层间化合物（graphite intercalation compound，GIC）。
由于在膨化过程中形成了独特的网络孔系，比表面积较大，并且所产生新鲜表面的活性较高，所以具有很好的吸附性能等特殊性能，应用范围十分广泛。
其制备方法通常有化学氧化法（浓硫酸法，混酸法，二次氧化），电化学氧化法，气相扩散法，爆炸法等。
膨胀石墨的微孔结构
一、性能
柔软、轻质、多孔、吸附性能好。
由于膨胀石墨空隙发达而且多以大孔为主，所以易吸附大分子物质，尤其是非极性大分子，耐氧化，耐腐蚀，除少数的强氧化剂外，几乎能抗所有的化学介质的腐蚀。
耐辐射，并且具有导电导热性、自润滑性好，不渗透，耐高底温，回弹性优良等性质。
二、应用
（1）环保领域
膨胀石墨有疏水性和亲油性，可以在水中有选择性的除去非水性的溶液，如从海上、河流、湖泊中除去油污。
膨胀石墨在吸油时能形成一定的缠绕空间，可储存远大于其总孔容的油类物质。
吸附大量油后可集结成块，浮于液面，便于收集，并可再生处理，循环使用。
而且膨胀石墨基本由纯炭组成，不会再水中造成二次污染。
此外, 膨胀石墨还可用于工业废水乳状液除油以及除去可溶于油的物质, 如农药等, 并对许多其他有机或无机有害成分有良好的吸附效果。
除了可在液相中进行选择性吸附，膨胀石墨对工业废气及汽车尾气所产生的大气污染主要成分如SOx，NOx也有一定的脱除效果。
每立方厘米的重量为0.16毫克。
碳海绵可任意调节形状，弹性也很好，被压缩80%后仍可恢复原状。
碳海绵”可任意调节形状，弹性也很好它对有机溶剂有超快、超高的吸附力，是已被报道的吸油力最强的材料。
现有吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体，而“碳海绵”能吸收250倍左右，最
高效复合材料，有广阔前景。
）
碳海绵
（2）密封材料
膨胀石墨可后处理成柔性石墨作为密封材料使用。
与传统的密封材料（如石棉，橡胶，纤维素及其复合材料）相比，柔性石墨可用温度范围较广，热膨胀系数小，在低温下不发脆，不炸裂，在高温下不软化、不蠕变，有密封王的美誉，目前已广泛应用于石油化工，机械冶金，原子能等行业。
（3）生物医学
膨胀石墨有良好的生物相容性、无毒、无味、无副作用等特点, 是一类非常重要的生物医学材料. 基于优良的吸附引流性能、透气透水性能、与创面较小的粘连性能、不染黑创面的性能和对多种细菌的吸附抑制性能, 膨胀石墨复合材料可作为性能优良的创面外用敷料, 可以替代常规的纱布敷料, 用于烧伤等创面效果很好。
（4）高能电池材料
在可充锌锰电池的锌阳极中添加膨胀石墨可以减小锌阳极充电时的极化，增强电极及电解液导电性, 抑制枝晶形成, 并能提供良好的成型特性, 抑制阳极溶解和变形, 延长电池寿命。
另外锂可以通过气、液、固态及锂盐电解法与石墨形成膨胀石墨, 这种膨胀石墨具有较低的电极电位和良好的嵌脱可逆性。
（5）防火安全材料
国外已于机舱座椅的夹层中添加部分可膨胀石墨, 或将其制成防火密封条、防火堵料、阻火圈等,一旦起火迅速膨胀,堵塞火灾蔓延通道,达到灭火目的。
此外，将可膨胀石墨的细颗粒加入到普通涂料中, 可制得效果较好的阻燃防静电涂料。
（6）其他
膨胀石墨板材具有良好的导电导热性能，电热转换率97%以上，且能产生远红外线，是一种新型发热材料。
膨胀石墨粉碎成微粉, 对红外波有很强的散射吸收特性, 是很好的红外屏蔽(隐身)材料。
将可膨胀石墨制成烟火药, 瞬间爆炸形成膨胀石墨并分散在预定空域形成气溶胶干扰云团烟幕剂。
此外，膨胀石墨还可用作隔热保温、隔音材料、电磁屏蔽元件、催化材料。