石墨烯改性水泥材料的制備及其機(jī)理研究.pdf

1、水泥混凝土作為世界上使用最廣泛的建筑工程材料，研究其性能改善具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著納米科技的發(fā)展，很多研究者將納米材料引入到水泥中來改善水泥的諸多性能，且取得了可觀的效果。石墨烯作為新型的二維納米材料，由于其優(yōu)異的性能而受到人們的廣泛關(guān)注。本文研究了石墨烯和氧化石墨烯對水泥水化歷程及水化程度的影響，在此基礎(chǔ)上分析了氧化石墨烯在水泥堿性環(huán)境中的絮凝現(xiàn)象，同時(shí)試圖通過球磨法將石墨烯分散在水泥基體中，從而制備出具有良好性能的改性水泥材料

2、。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用改性Hummers法制備氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯表面呈現(xiàn)褶皺狀且含有大量的-OH、-O-和-COOH官能團(tuán)。借助水化熱、TG-DSC等分析方法，研究了石墨烯/氧化石墨烯對水泥水化歷程及水化程度的影響:石墨烯/氧化石墨烯的加入對水泥的水化放熱速率及總放熱量基本沒有影響，且氫氧化鈣(CH)和化學(xué)結(jié)合水的含量也沒有顯著變化。結(jié)合SEM分析，可以得出:石墨烯/氧化石墨烯只是物理性的分散在水泥中。⑵對氧

3、化石墨烯在水泥漿體中的絮凝現(xiàn)象進(jìn)行了研究，采用CH溶液模擬水泥水化后的堿性環(huán)境，通過紫外分光光度計(jì)和ζ-電位等方法，系統(tǒng)分析了氧化石墨烯發(fā)生絮凝現(xiàn)象的過程及解決辦法。結(jié)果表明:少量的CH(30 mg/L)即可導(dǎo)致氧化石墨烯的絮凝現(xiàn)象，聚羧酸減水劑(PC)能夠有效抑制氧化石墨烯的絮凝過程，且氧化石墨烯與PC之間沒有化學(xué)鍵的作用。從官能團(tuán)的角度探究了PC分散氧化石墨烯的機(jī)理:相比于-OH，-COOH官能團(tuán)能有效抑制氧化石墨烯的絮凝過程，同時(shí)