氧化石墨烯对水泥基材料结构与性能的影响

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1、论文分类号：2学校代码:10708_学号：1203005£#i技歸Lx£CH<"V"iERSFSCN'硕士学位论文ThesisforMaster'sDegree氧化石墨烯对水泥基材料结构与性能指导教师姓名：吕生輕学科名称：应用化学论文提交日期：2015年3论文答辩日期：2015年6学位授予单位：陕西科技大mmmmmmmmu••••••原创性声明及关于学位论文使用授权的声明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文

2、的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：妳崎日期：2015年6月关于学位论文使用授权的声明本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研宄所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。V(保密论文

3、在解密后应遵守此规定）论文作者签名：导师签名：日期：2015年6月申请工学硕士学位论文论文题目：氧化石墨烯对水泥基材料结构与性能的影响学科门类：工学一级学科：化学工程与技术培养单位：资源与环境学院硕士生：孙婷导师：吕生华教授2015年6月EFFECTOFGOONTHESTRUCTUREANDPROPERTIESOFCEMENT-BASEDMATERIALSAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsforth

4、eDegreeofMasterofEngineeringScienceByTingSunThesisSupervisor:ProfessorShenghuaLvJune2015氧化石墨烯对水泥基材料结构与性能的影响摘要混凝土是应用最为广泛的水泥基复合材料，目前存在抗折强度低、韧性差、易裂缝等主要问题，影响了水泥基复合材料的使用性能和耐久性。针对这一问题，目前主要通过添加纤维增强材料来提高混凝土的整体强度和韧性，但是易裂缝问题依然存在，其原因是裂缝主要产生于混凝土中的硬化水泥石，添加纤维增强材料不能改变混凝土中起黏结作用的水泥石的结构和性能。前期研究发

5、现氧化石墨烯（graheneoxide，简称GO）的高比表面积以及丰富官能团能够调控水泥水化产物形成规整性晶体，并使水泥石的力学性能特别是抗折强度有显著的提高，有助于从微观结构上解决水泥基复合材料的易裂缝问题。研究中也发现了GO的掺入使得水泥净浆流动性显著下降，并且GO在水泥浆体中存在着分散不均匀的问题，因此本论文针对GO掺入水泥基材料中存在的这些问题进行了研究，为GO在水泥基材料中的应用奠定基础。（1）采用对石墨进行氧化及超声波分散的方法制备了GO纳米片层分散液，并对GO纳米片层的含氧量、化学结构和纳米尺寸进行了检测与表征。石墨与氧化剂KMnO4质

6、量比为1:6，氧化反应时间为12h时，GO含氧量可达到31%左右，GO结构中含有羧基-COOH、羟基-OH以及环氧基-O-等基团；在固体状态下GO片层间距由0.35nm扩大至0.84nm；分散状态的GO纳米片层厚度为1.23nm，片层大小为200nm至500nm。（2）系统地研究了GO掺量对水泥净浆流动度、硬化水泥石力学性能以及硬化水泥石微观结构的影响。研究结果表明随着GO掺量从0.01%增加到0.09%，水泥净浆流动度依次下降。GO掺量增加至0.03%时，水泥净浆流动度下降至160mm以下；GO掺量增加至0.09%时，水泥净浆处于完全不流动状态。G

7、O纳米片层分散液对水泥净浆流动性影响的规律为GO掺量每增加0.01%时，保持水泥浆体流动度在200mm以上所需的聚羧酸系减水剂（polycarboxylatesuperplasticizer，简称PCs）掺量按照0.02%的比例增加。GO对水泥石力学性能的影响规律是随着GO掺量的增加，硬化水泥石的抗折强度与抗压强度均呈现先增加后下降的趋势，其最大抗压强度和抗折强度出现在GO掺量为0.01%时，在水化龄期为28天时的抗折强度、抗压强度分别为8.4MPa和73MPa。I（3）采用分散剂对GO进行了分散并研究了分散剂对GO纳米片层分散液分散性的影响。发现P

8、Cs与十二烷基苯磺酸钠（sodiumdodecylbenzenesulfonate，简称SDBS）复配分散G