在绿色发展的时代背景下,以燃煤为主要热源的冬季室内供暖方式亟需转变,随着纳米材料的出现及发展,自发热建筑材料应运而生。自发热建筑材料,即通过向建筑材料中添加导电相,使建筑构件具有导电性,并通过焦耳作用发热,以达到室内供暖的目的。良好的导电性还使这种材料在道路的去冰除雪以及建筑智能监测方面具有很大的发展前景。但是,常用的导电相,如钢纤维、铁粉或者其他金属添加物,虽然能使水泥基体的电阻下降,但是基体本身导热性能较差以及导电相易腐蚀的缺点。使得这种自热材料的发热效率很低而且耐久性不满足要求。纳米材料,比如碳纳米管、石墨烯,因为具有优异的导电性能以及良好的导热性能,同时拥有较强的机械性能和耐腐蚀性能,成为了新一代自热建筑材料导电相的最佳选择。但是,纳米材料难分散,易团聚的特点阻碍了自热水泥基纳米复合材料的进一步发展。氧化石墨烯,石墨烯的前驱体,因为表面存在大量含氧官能团,所以,氧化石墨烯具有很好的亲水性,有助于其很好地分散在溶液中,但是要恢复其纳米材料的导电、导热、高强度以及耐腐蚀的性能优势,必须经过化学处理或者高温处理还原成石墨烯才能实现;而粘土,作为一种传统的建筑材料,具有很好的亲水性,在高温烧结后,可以获得较好的抗压强度。所以,将氧化石墨烯和粘土相结合,形成了一种全新的自发热建筑材料体系,并且其中的导电相氧化石墨烯能很好地分散在材料体系之中。以上述内容为指导思想,本实验将氧化石墨烯掺入到粘土中,形成了氧化石墨烯-粘土材料体系,并对该体系的导电性能、发热性能以及机械性能作了详细的研究,并且发挥其导电优势,进一步探索了该材料体系在压敏力学传感器以及3D打印领域的应用前景,基于上述实验,本文主要的结论如下:(1)通过控制氧化石墨烯的掺入量,并对其烧结体进行电阻率测试,发现该材料体系具有很好的导电性,最低的电阻率为2.88Ω·cm;并且存在明显的导电逾渗现象,其导电逾渗阈值大概在0.5wt.%左右。(2)由于其优异的导电性能,以及氧化石墨烯的高导热性能和高分散性,氧化石墨烯-粘土烧结体具有突出的发热性能,当施加电压为5V时,含有4wt.%氧化石墨烯的样品可以在300s内升温至160℃,当施加电压为10V时,含有5wt.%氧化石墨烯的样品可以在50s内从室温加热到160℃。(3)通过施加规律性的循环荷载,发现氧化石墨烯掺入量为0.7wt.%时,对应的样品具有良好的压敏性能;并且,当施加循环1000次的正弦荷载时,发现这种性能并未发生劣化,具有很好的稳定性。(4)通过大量的实验表明氧化石墨烯掺入量为2wt.%时,氧化石墨烯-粘土体系适宜于直接书写式3D打印。