氧化石墨烯水泥基复合材料性能研究

【摘要】：水泥混凝土作为使用量最大最广的建筑材料，研究水泥混凝土的性能改善具有很重大的意义。由于混凝土的微观结构对于其宏观力学性能与耐久性的体现起着决定性作用。随着纳米技术的发展，很多学者通过将纳米材料引入到水泥中来提高混凝土的力学性能和耐久性，都取得了不错的效果。石墨烯是一种具有特殊的二维结构纳米材料，由于良好的物理化学性能被广泛用在复合材料中。由于石墨烯面内sp2杂化结构，与基体结合能力较弱，更多时候是用氧化石墨烯作为基体的增强相。 本文制备了氧化石墨烯，并研究了其对水泥和混凝土的力学性能和耐久性影响及相关机理。主要研究内容如下： 1.分别采用改进Hummers法和热膨胀后二步氧化法来制备出不同尺寸的氧化石墨烯。并利用扫描电镜、X射线衍射和红外光谱分析等测试方法，表征了所制备氧化石墨烯的微观结构。 2.通过扫描电镜观察到了氧化石墨烯对水泥水化产物形貌的影响特性，探索了其对水泥水化产物的作用规律。 3.研究了不同尺寸的氧化石墨烯对水泥净浆强度和抗渗性能的影响，并结合测试方法研究其作用机理。 4.研究了氧化石墨烯对混凝土力学性能和抗渗性的影响，并对其增强机理做了一定的研究。