氧化石墨烯水泥基砂浆的性能研究论文设计VIP专享

摘 要水泥基砂浆是目前用量最大的传统建筑材料之一，在道路、桥梁和水利等工程有着广泛的应用。然而水泥基砂浆有着抗裂性能差、抗弯强度低等弱点，这些特性限制了水泥基砂浆的发展。氧化石墨烯是是石墨烯的氧化产物，其优异的力学性能使其在提高水泥基材料的性能方面引起了广泛的关注。由于其可以参与水泥的水化反应，以改进水泥基材料的微观结构，增强其力学、工作等性能。本文对氧化石墨烯的结构、制备方法、及其它性能等进行综述研究；采用超声分散法，对氧化石墨烯粉末进行分散，制备水泥基砂浆，并通过实验研究氧化石墨烯对水泥基砂浆的力学、工作性能的影响；最后对氧化石墨烯水泥基砂浆的发展进行展望。研究表明：（1）氧化石墨烯具有优异的性能，在光学、储能等领域都有应用，适量的氧化石墨烯能够促进水泥的水化反应，并改善水泥基材料的微观结构；（ 2）氧化石墨烯能够增强水泥基砂浆的其他性能，当掺量为 0.03%时，其抗拉强度可提高20.3%。实验表明：（1）采用聚羧酸减水剂能够使氧化石墨烯更均匀地分散在水溶液当中；（2）适量的氧化石墨烯能提高水泥基砂浆的力学性能，掺量为 0.02%时，其 7d抗折可提高 8.5%，掺量为 0.04%7d 抗压可提高 10%，掺量为 0.06%时，其 28d 折压强度可提高 10%，掺量为 0.08%时，其 28d 抗压强度可提高 5.8%，但对工作性能有一定的影响，砂浆稠度值最高下降了 23.9%，最低下降了 15.7%。其凝结时间也相对缩短，不掺氧化石墨烯其凝结时间为 307min，掺量为 0.08%时，其凝结时间为 217min。 关键词：氧化石墨烯；砂浆；力学性能- I -第 1 章 绪论1.1 氧化石墨烯1.1.1 氧化石墨烯的基本概述氧化石墨烯是一种二维纳米材料，其多数以石墨为原料，经过氧化后，在其片层上引入-OH、-COOH 及-O-等含氧官能团而形成的石墨氧化物[1]。氧化石墨烯在市场上常见的产品主要有粉末状、片状和溶液状的。氧化石墨烯可作为一种非传统形态的软性材料，其具有聚合物、薄膜、胶体，和两性分子的特性。因其在水中有优越的分散性，所以，氧化石墨烯一直以来被视作亲水物质。氧化石墨烯的原子层是单一的，可随时在横向尺寸上扩展到数十微米，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。其结构如图 1-1 所示，在整个基面，当碳原子连接上羟基之后，其结构会变形，所以氧化石墨烯的平面容易发生部分褶皱。通过氧化后，其表面上含氧官能团的增加能够使性质较石墨烯更加活泼，使氧化石墨烯具有较强的...