氧化石墨烯对水泥石微观结构及性能的影响.pdf

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1、2013年第8期(总第286期)混凝土理论研究Number8in2013(TotalNo．286)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2013．08．014氧化石墨烯对水泥石微观结构及性能的影响吕生华，马字娟，邱超超，巨浩波(陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021)摘要：采用改进Hummers法和超声波分散方法制备纳米氧化石墨烯分散液(NGO)，通过傅立叶红外光谱(FTIR)、x．射线衍射(ⅪID)对其进行了结构表征。将NGO掺人到含有聚羧酸系减水剂(pc)的水泥浆体中，研究了NGO对水

2、泥浆流动度及黏度、水泥石微观结构及力学性能的影响，结果表明NGO片层对水泥石中水泥水化产物晶体的形成有模板效应和调控作用，能够促进水泥水化产物形成整齐、规整的纳米级微晶体，对水泥石有显著的增强增韧作用。关键词：氧化石墨烯；水泥石；微观结构；增强增韧中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2013)08—0051-04EfectsofgrapheneoxideonmicrostructureofhardenedcementpasteanditspropertiesLOShenghua，AYujuan，QiUChaochao，JUHaobo(

3、CollegeofResourceandEnvironment，ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，Xi’all710021，China)Abstract：Nano—grapheneoxide(NGO)dispersionaqueoussolutionwerepreparedbymodifiedhummersmethodandultrasonicdis—persion．ThestructureofNGOwascharacterizedbyFTIRandXRD．TheNGOwasdopedwithcementpastetoget

4、herwithpolycarboxylatesuperplasticizer(PC)andtheeffectofNGOonthefluidityandviscosityofcementpaste，themicrostructureandmechanicalpropertiesofthehardenedcementpastewereinvestigated．TheresultsindicatedthattheNGOhastemplateefecttocontroltheformationofcementby-drationproductcrystals．NGOcouldi

5、mpeltoformcementhydrationproducttominicrystal，whichleadtosignificantlyincreasethetough—nessofthecementbasecompositemateria1．Keywords：grapheneoxide；hardenedcementpaste；microstructure；tougheningandreinforcingmentcoeficient存在着大量的活性基团如羟基(一OH)、羧基(一COOH)和环氧基(一0一)，这些活性基团的引入使得石墨片层间的距高性能混凝土(high—

6、performanceconcrete，HPC)是在离扩大且具有亲水性，容易被分散制备成纳米分散液及与普通混凝土组成的基础上选用高效减水剂与高性能纤维其他物质形成插层复合物。虽然GO在化学组成上和石墨等形成的一种具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的水烯有区别，但它超强的力学性能及柔韧性没有改变网。这些泥基复合材料，高强度和高韧性是其最主要的性能特征【”。性能使得氧化石墨烯适合于与高分子材料、陶瓷材料等制目前，国内外实现HPC的主要方法是利用高性能纤维对备纳米插层复合材料lo]。用氧化石墨烯对高分子材料、无HPC进行增强增韧，如所选用的商l生能纤维有钢纤维、碳纤机非金属

7、材料进行增强增韧是最具前景的应用领域[11】。本维、碳纳米管、芳纶纤维等对混凝土进行增强增韧，这种试验采用改进Hummersn。31和超声波分散制备纳米氧方法一方面没有从水泥水化反应产物形成的结构方面去化石墨烯分散液(NGO)，研究NGO对于水泥浆体性能及寻找解决的方法，另一方面导致了HPC的高成本，阻碍了水泥石微观结构和力学性能影响，旨在寻找一种低成本的HPC的推广应用。因此，寻求一种低成本增强增韧HPC的通过改变水泥水化产物微观结构达到增强混凝土强度特方法具有重要的理论意义和研究的价值。别是韧性的方法。近些年，石墨烯成为了国内外的研究