氧化石墨烯对水泥宏观力学性能及水化进程的影响研究

对氧化石墨烯增强水泥基体材料力学性能的机理进行了研究,分析了氧化石墨烯在宏观力学特征上对水泥材料的增强效果,并进一步探讨了氧化石墨烯对水泥水化产物和微观结构的影响。研究结果表明:采用聚羧酸减水剂的掺量为纳米材料掺量2倍的方式能在不影响水泥净浆强度的前提下最大程度保证水泥浆体的流动性。氧化石墨烯能大幅度提高水泥浆体的抗压及抗折强度,28 d期龄时,掺量为0.03%的GO能提升水泥试块22%的抗压强度和37%的抗折强度。水泥的水化期龄逐渐增加时,水泥在高温受热下的凝胶失重和Ca(OH)2含量也在逐渐增加。由于氧化石墨烯并未影响水泥内Ca(OH)2的总质量,因此可推测氧化石墨烯对C-S-H凝胶含量也无影响。掺入氧化石墨烯后的水泥石与纯素水泥石之间的凝胶失重差异是由水泥内C-S-H凝胶包裹的自由水蒸发引起的。掺入适量且分散均匀的氧化石墨烯能使水泥内部的C-S-H凝胶和Ca(OH)2晶体之间已经较好的结合在一起,浆体结构更为密实,孔洞和裂隙也大量减少,同时会在水泥内部形成大量排列规整的片状及花瓣状晶体,微观结构下基本看不到裂缝和孔隙的存在。