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氧化石墨烯增强增韧水泥基复合材料的研究吕生华,马宇娟,邱超超,巨浩波引言实验文章编号:——~挛骺萍即笱ё试从牖肪逞г海挛魑靼摘用ǘ允ń醒趸笤儆贸声波进行分散制备纳米氧化石墨烯分散液。研究对掺有聚羧酸系减水剂乃嗑唤鞫度、粘度、凝结时间、石泥石孔结构和水泥砂石的耐折强度、抗压强度的影响。研究结果表明,纳米氧化石墨烯掺量为水泥保咕唤鞫群湍时间稍有降低,所得石泥石的中大孔隙率减少,结构致密,硬化水泥砂浆的耐折强度和抗压强度显著提高。硬化水泥石的蚐测试结果表明,纳米氧化石墨烯片层对水泥水化晶体产物的形成有模板效应,能够促使水泥石形成微小、形状统一的晶体结构,研究纳米氧化石墨烯增强增韧混凝土对于构建高性能、长寿命混凝土具有重要的意义。关键词:氧化石墨烯;水泥基复合材料;微观结构;增强增韧中图分类号:文献标识码:目前国内外混凝土的发展方向是高性能、绿色、长寿命,其性能特征是具有高强度、高耐久性,需要解决的主要问题是脆性、裂缝和渗透等问题,解决的方法是在传统混凝土组分中加入高效减水剂、活性矿物粉料以及掺人高性能化学纤维、钢纤维等口。,其核心是在提高混凝土抗压强度的同时提高混凝土的耐折、抗冲击强度,提高混凝土的耐久性,延长使用寿命。早期国内外增强增韧混凝土的主要方法是制备钢筋混凝土、预应力混凝土,可使混凝土的使用寿命从~年延长到~辍D壳埃谕庠銮吭鋈突炷痢⒀映混凝土使用寿命的主要方法是依靠钢纤维、碳纤维、碳延长混凝土的使用寿命到年。这种方法存在的主要问题是没有改变水泥自身微观结构,仅仅依靠高强度和高韧性的各种纤维,结果导致了高性能混凝土的高成本和稀缺资源的更大消耗,使得高性能混凝土难以推广使用。因此,寻求一种通过改变水泥水化产物的微观结构达到对混凝土的增强增韧及延长混凝土寿命的方法具有积极的意义。石墨烯是迄今为止人类发现的强度最大、韧性最好、比表面积最大的材料,氧化石墨烯珿是化学法制备石墨烯的中间产物,其主要力学性能与石墨烯几乎没有区别,而且结构中含有羟基籓、羧基籆、环氧基一惹姿性基团,具有水溶性,对一些高分子材料口卜⑽藁金属材料等具有显著的增强增韧作用。从结构和性能方面分析,对混凝土也具有增强增韧的可行性。本文主要考察了对水泥石中的微观结构、孔结构和耐折、抗压强度等的影响,提出了对水泥基复合材料的增强增韧作用机理,为用氧化石墨烯增强增韧混凝土提供理论和实践基础。主要原料与试剂石墨6旖蚴惺㈨稻富び邢薰司。浓硫酸、过氧化氢溶液:海、五氧化二磷。、硝酸钠、高锰酸钾和过硫酸钾:,7治龃浚啥际锌坡』な约厂。微孑四す秏虾J行卵蔷换骷厂。普通硅酸盐水泥声威牌甇.⒕埕人嵯导跛剂,固含量为%,值为⒈曜忌埃陕西天皓混凝土有限公司提供。表境隽怂嗟幕纳米管、芳纶纤维等先进材料进行增强增韧‘梢学组成及主要参数。表嗟幕ё槌杉爸饕2问吕生华等:氧化石墨烯增强增韧水泥基复合材料的研究要:痡..—...鹣钅浚汗易匀豢蒲Щ鹱手钅作者简介:吕生华,男,陕西乾县人,教授,博士生导师,主要从事水泥基复合材料及高分子材料研究。化学组成柿糠质平均粒径密度值水泥//:——收到修改稿日期:通讯作者:吕生华.
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料助材峁胩致合印配商浆帆锨纳米氧化石墨烯片层分散液的制备用╗允ń醒趸粉、。与蛩嵩口陆涟杌旌暇匀,缓慢加入。,反应舐丶尤ダ胱铀轮婕绦从H缓蟮渭趸馊芤海逑当湮A粱粕ā@胄某