近年來,我國建筑水泥用量已達到世界水泥使用總量的70%,每年有近20億立方米的混凝土用于工程建設。當前廣泛使用的傳統(tǒng)水泥基材料具有脆性大、抗拉強度低和拉伸韌性差等缺陷,這會對結構的長期安全性和耐久性造成不利影響。常見的解決方式是向水泥基中添加鋼纖維、碳纖維等宏觀纖維增強材料,但這些纖維自身的延性不高,只能限制宏觀裂紋的發(fā)展,無法從微觀尺度上控制初始裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展。石墨烯是一種理想的二維納米增強材料,具有巨大的比表面積、優(yōu)異的物理和化學特性,有望有效提升水泥基材料的力學性能。因此,探索石墨烯對水泥基材料的增強增韌效果及機理對新型混凝土材料的發(fā)展具有重要意義。石墨烯表面呈現(xiàn)惰性,很難有效地分散到水或其他溶劑中。因此,研究通過采用不同種類和摻量的表面活性劑(SAAs),利用不同能量的超聲波制備出石墨烯分散液,并通過紫外-可見光光譜和離心沉降對其分散效果進行評價。實驗結果表明:表面活性劑對石墨烯分散性的改善效果依次為SDBS(十二烷基苯磺酸鈉)>SDS(十二烷基硫酸鈉)>SP(2651F型聚羧酸系高效減水劑)>CTAB(溴化十六烷基三甲胺)>TX100(聚乙二醇辛基苯...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 石墨烯的基本性質(zhì)
        1.2.1 結構
        1.2.2 力學性質(zhì)
        1.2.3 電學性質(zhì)
        1.2.4 熱學及光學性質(zhì)
    1.3 石墨烯在水泥基材料中的制備及性能
        1.3.1 石墨烯在水泥基材料中的制備
        1.3.2 石墨烯對水泥基材料力學性能及耐久性的影響
        1.3.3 石墨烯對水泥基材料電學性能的影響
        1.3.4 存在的問題
    1.4 主要內(nèi)容和技術路線
        1.4.1 主要內(nèi)容
        1.4.2 技術路線
第二章 石墨烯在水性體系中的分散性
    2.1 實驗設計
        2.1.1 原材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 分散效果表征方法
        2.2.1 紫外-可見光光譜
        2.2.2 離心沉降
    2.3 超聲波對石墨烯水性分散的影響
        2.3.1 石墨烯分散液的制備
        2.3.2 石墨烯分散液的UV-vis表征
    2.4 表面活性劑對石墨烯水性分散的影響
        2.4.1 SAA-石墨烯分散液的制備
        2.4.2 SAA-石墨烯分散液的UV-Vis表征
        2.4.3 SAA-石墨烯分散液的穩(wěn)定性
    2.5 本章小結
第三章 石墨烯水泥基材料的基本力學性能
    3.1 實驗設計
        3.1.1 原材料
        3.1.2 實驗儀器
        3.1.3 試件制備及養(yǎng)護
        3.1.4 實驗方法
    3.2 石墨烯對水泥凈漿流動性的影響
    3.3 石墨烯對水泥凈漿力學性能的影響
        3.3.1 抗壓強度
        3.3.2 抗折強度
        3.3.3 抗拉強度
    3.4 石墨烯對水泥凈漿微觀結構的影響
        3.4.1 SEM分析及EDS能譜分析
        3.4.2 XRD物相分析
        3.4.3 MIP孔結構分析
        3.4.4 顯微硬度分析
    3.5 本章小結
第四章 MWCNTs/石墨烯水泥基材料的斷裂性能
    4.1 實驗設計
        4.1.1 原材料及實驗儀器
        4.1.2 試件制備
        4.1.3 實驗方法
        4.1.4 斷裂能和斷裂韌度的計算
    4.2 MWCNTs/石墨烯對水泥凈漿基本力學性能的影響
    4.3 MWCNTs/石墨烯對水泥凈漿斷裂性能的影響
    4.4 MWCNTs/石墨烯對水泥凈漿微觀結構的影響
        4.4.1 SEM分析及EDS能譜分析
        4.4.2 XRD物相分析
        4.4.3 MIP孔結構分析
        4.4.4 顯微硬度分析
    4.5 本章小結
第五章 石墨烯水泥基材料的電學性能
    5.1 實驗設計
        5.1.1 原材料及實驗儀器
        5.1.2 電阻率測量方法
        5.1.3 試件制備及實驗方法
    5.2 濕敏性
    5.3 溫敏性
    5.4 壓敏性
    5.5 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 研究結論
    6.2 研究創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1 作者簡介
    2 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
    3 參與的科研項目
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3941146