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氧化石墨烯纳米片对水泥基材料性能的影响





重庆大学硕士学位论文
（学术学位）



学生姓名：吴林烽
指导教师：万朝均 教授
专 业：材料科学与工程
学科门类：工 学

重庆大学材料科学与工程学院
二〇一七年五月
Effect of Graphene Oxide Nanosheets on
Cement-Based Materials



A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master’s Degree of Engineering
By
Wu Linfeng

Supervised by Prof. Wan Chaojun
Specialty: Materials Science and Engineering




College of Materials Science and Engineering of
Chongqing University, Chongqing, China
May, 2017
重庆大学硕士学位论文 中文摘要

摘 要
目前，水泥混凝土仍是我国建筑施工过程中成本最低廉，使用量最大的材料。
随着高层建筑、大型桥梁、隧道的兴建，工程对混凝土性能提出了更高的要求。如
何改善水泥混凝土的性能一直是研究的热点，混凝土的微观结构对混凝土的力学
性能和耐久性有着决定性的影响，多种纳米材料在水泥基材料中的应用效果良好。
石墨烯（GP）是目前世界上己知的最薄的二维材料，具有超强的力学性能，但是
由于石墨烯不亲水，难以在水泥基材料中很好的分散。氧化石墨烯（GO）是石墨
烯的衍生产物，在其结构单元上含有大量的羟基、羧基、环氧基等含氧基团，是一
种很好的亲水材料。
本文通过改进 Hummers 法制备氧化石墨烯，并通过 XRD、SEM、FT-IR 对其
结构进行表征，结果表明成功制备了 200 目、325 目、1200 目、6000 目四种尺寸
的氧化石墨烯。采用表面活性剂和超声分散法相结合的方式使氧化石墨烯分散在
水泥基材料中。研究了不同掺量和尺寸的氧化石墨烯对水泥基材料工作性能和力
学性能的影响。试验结果表明：一定范围内氧化石墨烯对水泥砂浆的抗折强度和抗
压强度都有所提高，当 GO 掺量为 %时，水泥砂浆的抗折强度和抗压强度分别
提高了 %和 %；大尺寸的氧化石墨烯纳米片能够更好地提高水泥砂浆的强
度。GO 的掺入会降低水泥净浆和水泥砂浆的流动度与水泥的凝结时间，掺量越多
效果越明显。通