【摘要】：石墨烯是一種二維碳納米材料,其發(fā)現(xiàn)使得碳納米家族更加完善。對石墨烯復(fù)合材料的研究是近幾年納米材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一,石墨烯的分散性是其在復(fù)合材料領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)。本文運(yùn)用探頭超聲儀和表面活性劑技術(shù)相結(jié)合,研究了四種不同表面活性劑對石墨烯最佳分散濃度和條件。并將分散均勻的石墨烯懸浮液摻入到水泥基復(fù)合材料中,研究了石墨烯水泥基復(fù)合材料的抗氯離子滲透性和硫酸鹽侵蝕性。并將宏觀實(shí)驗(yàn)與微觀測試技術(shù)相結(jié)合探討了石墨烯對水泥基復(fù)合材料抗氯離子滲透和硫酸鹽侵蝕性的影響機(jī)理。結(jié)論如下:(1)研究了多種分散劑單摻和復(fù)摻時(shí)對石墨烯分散性的影響。結(jié)果表明CTAB和CO890所修飾的石墨烯分散液的黑度分布均勻且黑度高,對石墨烯的分散效果較好。石墨烯分散液可以在24小時(shí)內(nèi)保持穩(wěn)定不發(fā)生分層。復(fù)摻時(shí)PVP+CTAB對石墨烯的分散效果最好,與PVP和CTAB單摻相比,其分散效果比分散劑PVP單摻分散效果好,但卻低于CTAB單摻對石墨烯的分散效果。(2)研究了石墨烯對水泥基復(fù)合材料耐久性的影響。結(jié)果表明石墨烯的摻入可以提高水泥基復(fù)合材料的抗氯離子滲透性和硫酸鹽侵蝕性。同一水灰比下隨著石墨烯摻量的增加氯離子擴(kuò)散深度與遷移系數(shù)呈先降低后升高的趨勢。在水灰比為0.25、0.30和0.35時(shí),石墨烯的最佳摻量分別為0.02%、0.02%和0.10%,此時(shí)水泥凈漿的氯離子遷移系數(shù)達(dá)到最小值,相對與空白試件的氯離子遷移系數(shù)分別降低了5.63%、42%、37%。對于水灰比不同的水泥凈漿試件,氯離子擴(kuò)散系數(shù)和滲透深度隨著水灰比的增大有增大的趨勢。當(dāng)石墨烯摻量為0.05%時(shí),石墨烯水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度耐蝕系數(shù)最好,呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,且在整個(gè)侵蝕齡期,砂漿試件的耐蝕系數(shù)都在1.0左右;研究還發(fā)現(xiàn)石墨烯摻量對試件抗硫酸鹽侵蝕性的影響超過了水灰比對水泥砂漿抗硫酸鹽侵蝕性的影響,理論上可以彌補(bǔ)由于水灰比所帶來的負(fù)面影響。(3)研究了石墨烯對水泥基體的微觀作用機(jī)理。TG/DTG、XRD、FE-SEM和MIP等微觀測試結(jié)果分析表明石墨烯的加入能促進(jìn)水泥水化,細(xì)化基體的孔隙,降低孔隙率,增加基體密實(shí)度,改善基體的抗?jié)B性;當(dāng)基體發(fā)生侵蝕時(shí)石墨烯的包裹效應(yīng)以及橋聯(lián)效應(yīng)能夠阻止離子的遷移與擴(kuò)散;石墨烯的橋聯(lián)作用,能阻止裂縫的貫通,降低基體內(nèi)部聯(lián)通通道數(shù)量以及微裂縫的發(fā)展;此外石墨烯對內(nèi)部的微裂紋還具有偏轉(zhuǎn)作用。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2715777