本文選題：氧化石墨烯 + 水泥基材料��； 參考：《重慶交通大學》2016年碩士論文

【摘要】：氧化石墨烯(GO)是一種具有超大比表面積和超強力學性能及柔韌性能的二維片層納米結(jié)構(gòu)。在其結(jié)構(gòu)上含有大量的活性基團:羥基(-OH)、羧基(-COOH)及環(huán)氧基(-O-)。這些活性基團的存在使得氧化石墨烯具有良好的親水性,其很容易在水中被分散制備成納米分散液,且易于與其他化合物復合形成插層復合物。針對水泥混凝土的自身缺陷,在其內(nèi)部存在大量的微裂縫和孔隙,直接導致了混凝土的高脆性、低抗拉、低耐久性能的本質(zhì)特性。因此,本文旨在對氧化石墨烯對水泥基材料的工作性能、力學性能及耐鹽堿腐蝕性能的影響進行試驗研究。通過Hummers法和超聲波分散法制備了氧化石墨烯,并通過SEM、TEM、FT-IR、XPS對其結(jié)構(gòu)進行了表征。研究了不同摻量GO對水泥凈漿物理性能及水泥水化產(chǎn)物的影響。XRD研究結(jié)果表明,GO的引入可以參與水泥水化反應,并有效的調(diào)控CH晶體的生長速率,細化晶體結(jié)構(gòu),使結(jié)構(gòu)更加密實。通過力學測試分析,在聚羧酸減水劑(PC)和GO復摻的同時,當氧化石墨烯的摻量為0.06%時與基準水泥膠砂相比,3天的抗折強度和抗壓強度分別提高了45.8%和59.4%,28天的抗折強度和抗壓強度分別提高了33.1%和29.1%。通過SEM分析水泥膠砂斷面形貌可知,摻有GO后水泥膠砂斷面形貌中水化產(chǎn)物排列整齊,相互交錯抱團生長成簇狀,從而使整體結(jié)構(gòu)更加致密。因此,GO的引入可以有效改善水泥基材料的抗折強度和抗壓強度。研究了不同摻量GO在不同鹽溶液中分別經(jīng)長期浸泡和干濕循環(huán)作用后對水泥基材料耐腐蝕性能的影響。研究結(jié)果表明:GO的引入對水泥基材料經(jīng)長期浸泡和干濕循環(huán)作用后的耐鹽堿腐蝕性能均有著不同程度的提高作用。通過分析試件質(zhì)量損失率、抗折強度耐蝕系數(shù)及抗壓強度耐蝕系數(shù)可知,當GO摻量為0.03%和0.06%時,可以明顯改善水泥基材料的耐鹽堿腐蝕性能。通過SEM分析可知,基準試件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)酥松、有明顯被腐蝕作用后的痕跡;而0.03%摻量GO的試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密,無明顯被腐蝕的痕跡。且通過能譜分析可知,在基準試件內(nèi)部有大量的腐蝕離子存在,而在0.03%摻量GO的試件內(nèi)部有極少數(shù)的腐蝕離子存在,研究結(jié)果表明,當GO摻量為0.03%時,可以有效的阻礙腐蝕離子滲透到水泥結(jié)構(gòu)中,從而有效提高水泥基材料的耐腐蝕性能。
[Abstract]:Graphene oxide (GOO) is a two-dimensional lamellar nanostructure with super specific surface area, super mechanical properties and flexibility. There are a lot of active groups in its structure: hydroxyl group-OHH, carboxyl group-COOH) and epoxy group. The existence of these active groups makes graphene oxide have good hydrophilicity, it is easy to be dispersed in water to prepare nano-dispersion, and easy to compound with other compounds to form intercalation complex. Aiming at the defects of cement concrete, there are a large number of micro-cracks and pores in its interior, which directly lead to the essential characteristics of high brittleness, low tensile resistance and low durability of concrete. Therefore, the effects of graphene oxide on the performance, mechanical properties and corrosion resistance of cement-based materials were investigated. Graphene oxide was prepared by Hummers and ultrasonic dispersion. The effects of go on the physical properties of cement paste and cement hydration products were studied. XRD results showed that the introduction of go could participate in the hydration reaction of cement, effectively regulate the growth rate of Ch crystal, and refine the crystal structure. Make the structure more compact. Through mechanical test and analysis, when polycarboxylic acid superplasticizer (PC) and go were mixed, When the content of graphene oxide is 0.06, the flexural strength and compressive strength of three days are increased by 45.8% and 59.4% respectively, and the flexural strength and compressive strength of 28 days are increased by 33.1% and 29.1%, respectively, compared with the reference cement sand. SEM analysis shows that the hydration products of cement sand with go are arranged neatly and interlaced with each other to form clusters, which makes the whole structure more compact. Therefore, the introduction of go can effectively improve the flexural strength and compressive strength of cement based materials. The effects of go content on corrosion resistance of cement based materials were studied after prolonged immersion and dry and wet cycling respectively in different salt solutions. The results show that the introduction of WGO can improve the corrosion resistance of cement-based materials after long-term immersion and dry and wet cycling to varying degrees. By analyzing the mass loss rate of specimens, the corrosion resistance coefficient of flexural strength and compressive strength, it can be seen that when the content of go is 0.03% and 0.06%, the corrosion resistance of cement based materials can be improved obviously. The SEM analysis shows that the internal structure of the benchmark specimen is crisp and has a marked corrosion trace, while the 0.03% go content sample has a dense internal structure and no obvious corrosion trace. The energy spectrum analysis shows that there are a large number of corrosion ions in the base sample, and a few corrosion ions in the 0.03% go sample. The results show that when go content is 0.03%, the corrosion ion exists in the sample with 0.03% go content. It can effectively prevent corrosion ions from infiltrating into cement structure, thus effectively improving the corrosion resistance of cement based materials.
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TQ172.1

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