氧化石墨烯對(duì)堿礦渣水泥水化及性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2020-12-25 09:24
堿礦渣水泥是一種環(huán)保高性能膠凝材料,其開發(fā)利用符合我國節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略。堿礦渣水泥硬化體脆性大、易開裂,傳統(tǒng)的增韌、減裂方法局限性較大,制備一種既能與堿礦渣水泥基體粘接性好、又能阻礙微觀裂紋發(fā)展的增韌材料,研究其對(duì)堿礦渣水泥水化和性能的影響是解決上述問題的重要課題。本文通過引入比表面積大、性能優(yōu)異、親水性好、活性較高的二維片狀納米材料-氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO),利用其結(jié)構(gòu)特性和官能團(tuán)活性,通過類晶核效應(yīng)和模板效應(yīng)來改善堿礦渣水泥硬化體的微觀結(jié)構(gòu),并阻礙微觀裂紋的發(fā)展,從而提升堿礦渣水泥硬化體的韌性,減小其開裂的風(fēng)險(xiǎn)。試驗(yàn)研究了GO摻量、氧化程度和片層尺寸對(duì)堿礦渣水泥水化特征、水泥石微觀結(jié)構(gòu)及堿礦渣水泥砂漿物理力學(xué)性能的影響規(guī)律;通過研究GO及GO復(fù)合萘系減水劑對(duì)堿礦渣水泥漿體流變性能的影響,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了GO與堿礦渣水泥顆粒之間的相互作用關(guān)系,并探究提高含GO的堿礦渣水泥漿體流動(dòng)性的方法。研究揭示的主要規(guī)律如下:(1)GO在堿礦渣水泥中發(fā)揮類晶核作用效應(yīng),促進(jìn)堿礦渣水泥初期水化并提高水化反應(yīng)程度。GO摻量在0.01%0.05%范圍內(nèi),隨GO摻...
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋼纖維-基體界面過渡區(qū)的SEM圖片:(a)OPC-wet;(b)AAS-dry;(c)AAS-wet.[25]
石墨烯(上)基本單元構(gòu)成的:富勒烯(左);碳納米管(中);石onsist of graphene (up): fullerene(left); carbon nanotube(medium); grah石墨烯的性能基面和邊沿含有大量活性含氧官能團(tuán),顯著改變了其片層之,使氧化石墨烯具有較高的親水性,并能以膠體的形式穩(wěn)定于含氧官能團(tuán)的存在,單層氧化石墨烯的厚度大于單層石墨平均片層直徑約為 2.1μm[63, 64]。制備氧化石墨烯的氧化的共軛結(jié)構(gòu),因而氧化石墨烯的電學(xué)性能比石墨烯較差,但強(qiáng)彈性模量高達(dá) 25.6 GPa,比表面積高達(dá) 2600 m2/g,寬高比氧化石墨烯不僅具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的親水性與含氧官能團(tuán)的活性使其能運(yùn)用到許多領(lǐng)域中。石墨烯能夠?qū)崿F(xiàn)在水泥基體系中的均勻分散[67]。石墨烯的制備方法墨烯通常以石墨為原材料進(jìn)行制備,制備方法主要采用化
1 緒 論mers 法制備氧化石墨烯操作相對(duì)簡單、制備得到的氧化石墨稀的氧化程被廣泛應(yīng)用。上述三種方法制備氧化石墨烯的特點(diǎn)如表 1.1 所示。由于上化制備方法在制備氧化石墨烯的過程中都會(huì)產(chǎn)生有害氣體如 NO2、N2O對(duì)簡單的常用的 Hummers 法要求控制的工藝條件較多,上述方法難以實(shí)墨烯的規(guī);、安全化制備。Daniela 等[71]提出改進(jìn) Hummers 法制備氧化該方法不使用 NaNO3,從而在制備過程中避免產(chǎn)生含氮有害氣體,同時(shí)用比例為 9:1 的 H2SO4/H3PO4并增加 KMnO4用量,使得氧化的效率更高備了氧化程度更高且結(jié)構(gòu)損壞更少的氧化石墨烯。Zaaba[72]采用與 Dani方法,在不采用冰浴反應(yīng)下制備了性能優(yōu)良的氧化石墨烯。SHAHRIARY改進(jìn) Hummers 法制備氧化石墨烯,該反應(yīng)包含低溫、中溫和高溫反應(yīng)三制備的 GO 氧化程度較高、片層結(jié)構(gòu)好,采用類似的工藝過程,Chen 等了更易洗滌的氧化石墨烯。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水泥能耗標(biāo)準(zhǔn)的修訂與節(jié)能降耗技術(shù)(上)[J]. 狄東仁,陶從喜,柴星騰. 水泥技術(shù). 2018(01)
[2]氧化石墨烯水泥漿體流變性能的定量化研究(英文)[J]. 王琴,王健,呂春祥,崔鑫有,李時(shí)雨,王皙. 新型炭材料. 2016(06)
[3]Characterization on the Exfoliation Degree of Graphite Oxide into Graphene Oxide by UV-visible Spectroscopy[J]. 艾凡榮,ZHONG Yu,HU Xiaowu,YAN Xiluan. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science). 2016(03)
[4]我國水泥工業(yè)產(chǎn)能及能耗現(xiàn)狀淺析[J]. 董劍,王迪,陳施華,趙青林. 新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào). 2016(02)
[5]氧化石墨烯及其聚合物復(fù)合材料制備的研究進(jìn)展[J]. 趙浩然,呂生華. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(03)
[6]流變學(xué)理論在水泥基材料中的應(yīng)用[J]. 張雄,張蕾. 粉煤灰綜合利用. 2013(04)
[7]堿激發(fā)水泥的類型與特點(diǎn)(英文)[J]. 史才軍,何富強(qiáng),A.FERNáNDEZ-JIMéNEZ,V.Pavel KRIVENKO,Angel PALOMO. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(01)
[8]堿礦渣水泥的收縮與開裂特性及其減縮與增韌[J]. 顧亞敏,方永浩. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(01)
[9]TiO2 nanoparticles’ effects on properties of concrete using ground granulated blast furnace slag as binder[J]. NAZARI Ali* & RIAHI Shadi Department of Materials Science and Engineering,Saveh Branch,Islamic Azad University,Saveh,Iran. Science China(Technological Sciences). 2011(11)
[10]Magnesia Modification of Alkali-Activated Slag Fly Ash Cement[J]. 沈衛(wèi)國. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2011(01)
碩士論文
[1]泵送高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土的流變特性及其工作性能控制方法[D]. 時(shí)建剛.武漢理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):2937377
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋼纖維-基體界面過渡區(qū)的SEM圖片:(a)OPC-wet;(b)AAS-dry;(c)AAS-wet.[25]
石墨烯(上)基本單元構(gòu)成的:富勒烯(左);碳納米管(中);石onsist of graphene (up): fullerene(left); carbon nanotube(medium); grah石墨烯的性能基面和邊沿含有大量活性含氧官能團(tuán),顯著改變了其片層之,使氧化石墨烯具有較高的親水性,并能以膠體的形式穩(wěn)定于含氧官能團(tuán)的存在,單層氧化石墨烯的厚度大于單層石墨平均片層直徑約為 2.1μm[63, 64]。制備氧化石墨烯的氧化的共軛結(jié)構(gòu),因而氧化石墨烯的電學(xué)性能比石墨烯較差,但強(qiáng)彈性模量高達(dá) 25.6 GPa,比表面積高達(dá) 2600 m2/g,寬高比氧化石墨烯不僅具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的親水性與含氧官能團(tuán)的活性使其能運(yùn)用到許多領(lǐng)域中。石墨烯能夠?qū)崿F(xiàn)在水泥基體系中的均勻分散[67]。石墨烯的制備方法墨烯通常以石墨為原材料進(jìn)行制備,制備方法主要采用化
1 緒 論mers 法制備氧化石墨烯操作相對(duì)簡單、制備得到的氧化石墨稀的氧化程被廣泛應(yīng)用。上述三種方法制備氧化石墨烯的特點(diǎn)如表 1.1 所示。由于上化制備方法在制備氧化石墨烯的過程中都會(huì)產(chǎn)生有害氣體如 NO2、N2O對(duì)簡單的常用的 Hummers 法要求控制的工藝條件較多,上述方法難以實(shí)墨烯的規(guī);、安全化制備。Daniela 等[71]提出改進(jìn) Hummers 法制備氧化該方法不使用 NaNO3,從而在制備過程中避免產(chǎn)生含氮有害氣體,同時(shí)用比例為 9:1 的 H2SO4/H3PO4并增加 KMnO4用量,使得氧化的效率更高備了氧化程度更高且結(jié)構(gòu)損壞更少的氧化石墨烯。Zaaba[72]采用與 Dani方法,在不采用冰浴反應(yīng)下制備了性能優(yōu)良的氧化石墨烯。SHAHRIARY改進(jìn) Hummers 法制備氧化石墨烯,該反應(yīng)包含低溫、中溫和高溫反應(yīng)三制備的 GO 氧化程度較高、片層結(jié)構(gòu)好,采用類似的工藝過程,Chen 等了更易洗滌的氧化石墨烯。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水泥能耗標(biāo)準(zhǔn)的修訂與節(jié)能降耗技術(shù)(上)[J]. 狄東仁,陶從喜,柴星騰. 水泥技術(shù). 2018(01)
[2]氧化石墨烯水泥漿體流變性能的定量化研究(英文)[J]. 王琴,王健,呂春祥,崔鑫有,李時(shí)雨,王皙. 新型炭材料. 2016(06)
[3]Characterization on the Exfoliation Degree of Graphite Oxide into Graphene Oxide by UV-visible Spectroscopy[J]. 艾凡榮,ZHONG Yu,HU Xiaowu,YAN Xiluan. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science). 2016(03)
[4]我國水泥工業(yè)產(chǎn)能及能耗現(xiàn)狀淺析[J]. 董劍,王迪,陳施華,趙青林. 新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào). 2016(02)
[5]氧化石墨烯及其聚合物復(fù)合材料制備的研究進(jìn)展[J]. 趙浩然,呂生華. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(03)
[6]流變學(xué)理論在水泥基材料中的應(yīng)用[J]. 張雄,張蕾. 粉煤灰綜合利用. 2013(04)
[7]堿激發(fā)水泥的類型與特點(diǎn)(英文)[J]. 史才軍,何富強(qiáng),A.FERNáNDEZ-JIMéNEZ,V.Pavel KRIVENKO,Angel PALOMO. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(01)
[8]堿礦渣水泥的收縮與開裂特性及其減縮與增韌[J]. 顧亞敏,方永浩. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(01)
[9]TiO2 nanoparticles’ effects on properties of concrete using ground granulated blast furnace slag as binder[J]. NAZARI Ali* & RIAHI Shadi Department of Materials Science and Engineering,Saveh Branch,Islamic Azad University,Saveh,Iran. Science China(Technological Sciences). 2011(11)
[10]Magnesia Modification of Alkali-Activated Slag Fly Ash Cement[J]. 沈衛(wèi)國. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2011(01)
碩士論文
[1]泵送高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土的流變特性及其工作性能控制方法[D]. 時(shí)建剛.武漢理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):2937377
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