氧化石墨烯可改善水泥基體的微觀結(jié)構(gòu),從而大幅度提高水泥基材料的強(qiáng)度、韌性和耐久性等宏觀性能,在復(fù)合材料領(lǐng)域內(nèi)有著廣闊的應(yīng)用前景。研究表明,單摻氧化石墨烯時(shí)會(huì)降低水泥基材料的工作性能,而礦渣粉等礦物摻和料能顯著改善水泥基材料的性能。故本文基于礦渣粉和氧化石墨烯的協(xié)同效應(yīng)研究水泥基材料在凍融損傷條件下的性能。主要研究?jī)?nèi)容包括:1)考慮礦渣粉摻量、氧化石墨烯摻量和水膠比三個(gè)影響因素,設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)方案,通過試驗(yàn)測(cè)試得到水泥砂漿的流動(dòng)性,進(jìn)一步分析得出流動(dòng)性隨各因素的變化規(guī)律;采用正交試驗(yàn)的極差分析法,研究流動(dòng)性對(duì)各影響因素的靈敏性,并得到相對(duì)應(yīng)的最佳配合比。2)采用實(shí)驗(yàn)室快凍法對(duì)礦渣粉和氧化石墨烯協(xié)同作用下水泥基材料的抗凍性能進(jìn)行研究,分析水泥基材料的外觀形態(tài)、質(zhì)量損失率、相對(duì)動(dòng)彈性模量等抗凍性能指標(biāo)隨各影響因素的變化趨勢(shì)。采用正交試驗(yàn)極差分析法,研究抗凍性能對(duì)各影響因素的靈敏性,并得到相對(duì)應(yīng)的最佳配合比。3)對(duì)凍融損傷后的水泥基材料的力學(xué)性能進(jìn)行研究,利用單軸抗壓試驗(yàn)、三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),測(cè)試其水泥基材料抗壓和抗折強(qiáng)度。分析得出力學(xué)性能隨氧化石墨烯和礦渣粉摻量、水膠比三種影響因素的變化規(guī)律;采用正... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

氧化石墨烯催化水泥水化的機(jī)理示意圖[15]

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文12表2.4標(biāo)準(zhǔn)砂的級(jí)配及化學(xué)成分級(jí)配成分粗砂中砂細(xì)砂SiO2含泥量/%燒失量/%3.7~3.13.0~2.32.2~1.6≥96%≤0.20≤0.403）礦渣粉采用由漢陰縣天元工業(yè)廢渣科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的S95級(jí)礦渣粉，密度為2910kg/m3，比表面積為418m2/kg，其質(zhì)量指標(biāo)符合國(guó)家GB/T18046-2008[37]《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》標(biāo)準(zhǔn)要求，化學(xué)成分如下表2.5所示：表2.5S95級(jí)礦渣化學(xué)成分成分SiO2/%Al2O3/%CaO/%FeO/%MnO/%S/%TiO2/%燒失量/%含量29.9215.5037.321.426.920.620.992.1圖2.1為礦渣粉的粒徑分布圖，圖中曲線分別表示累積分布變化曲線與頻度分布變化曲線。其中表面積平均粒徑（SMD）為5.11μm，體積平均粒徑（VMD）為19.60μm，中位粒徑為12.96μm。圖2.1礦渣粉粒徑分布圖4）減水劑采用由蘇州弗克科技股份有限公司生產(chǎn)的FDXRX-1-320聚羧酸高性能減水劑（緩凝型）。為確定減水劑的摻量，取礦渣粉120g（占膠凝材料40%）和水泥160g（占膠凝材料60%），將流動(dòng)性控制在185±5（mm），可以得到加水量與減水劑摻量的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到圖2.2。

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13圖2.2減水劑分布圖由圖可知，隨著減水劑的增加加水量逐漸減小，當(dāng)減水劑的摻量達(dá)到1.3%后，加水量趨于穩(wěn)定，此時(shí)減水率達(dá)到36%。因此，本試驗(yàn)取減水劑的摻量為1.3%。2.2.2氧化石墨烯的測(cè)試和表征采用SE3522型氧化石墨烯，由常州第六元素材料科技股份有限公司生產(chǎn)，具體性能和表征如下。1）基本指標(biāo)測(cè)定如表2.6所示，具體含有氧化石墨烯的PH值、固含量等指標(biāo)。表2.6氧化石墨烯的指標(biāo)型號(hào)PH固含量固含量相對(duì)偏差粒徑（D50）/μmSE3522≈21.0%<4檢測(cè)方法PH計(jì)烘干恒重法（105℃，1h,不抽真空）%2.0激光粒度儀，光學(xué)濃度2)成分分析表2.7中為氧化石墨烯的具體成分。從表中可以看出，C元素的含量最高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46.76%，接下來是O元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，為43.82%，而N元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)只有0.15%；在摩爾質(zhì)量分?jǐn)?shù)方面，同樣的C元素含量最高，為58.442%，O元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為41.075%，而S元素只有0.483%；氧碳摩爾比為0.670。表2.7氧化石墨烯的成分表元素分析EA(wt%)元素分析EA(mol,%)CHNOSCOS氧碳摩爾比*/mol46.762.780.1543.821.0358.44241.0750.4830.670*氧碳摩爾比=(O-4*S)/C

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]全取代風(fēng)積沙砂漿工作性與干縮性能研究[J]. 葉顯,侯維紅,吳文選,殷璐.  混凝土與水泥制品. 2019(03)
[2]PVA對(duì)氧化石墨烯/聚苯胺微觀形貌及電化學(xué)性能的影響[J]. 侯朝霞,史鵬.  功能材料. 2019(02)
[3]氧化石墨烯對(duì)水泥基自流平砂漿性能的影響[J]. 張則瑞,吳建東,楊敬斌,周建和,李東旭.  材料導(dǎo)報(bào). 2019(02)
[4]氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及對(duì)銅離子吸附性能的研究[J]. 張建民,王晶,張繼,李紅璣.  粉末冶金技術(shù). 2018(06)
[5]熔融法制備金屬離子配位的氧化石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯復(fù)合材料及其性能研究[J]. 林晨,謝續(xù)明.  高分子學(xué)報(bào). 2019(02)
[6]氧化石墨烯復(fù)合PVA纖維增強(qiáng)水泥基材料的力學(xué)性能及耐久性研究[J]. 李相國(guó),任釗鋒,徐朋輝,劉卓霖,蔣文廣.  硅酸鹽通報(bào). 2018(01)
[7]氧化石墨烯對(duì)水泥砂漿力學(xué)性能的影響[J]. 萬朝均,吳林烽,蔣玉萍,尹亞柳.  重慶建筑. 2017(09)
[8]氧化石墨烯（GO）在水泥基復(fù)合材料中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張則瑞,吳建東,王立國(guó),李東旭.  硅酸鹽通報(bào). 2017(09)
[9]凍融循環(huán)作用后方鋼管混凝土短柱性能研究[J]. 王凱,劉文豪,陳譽(yù),王堅(jiān),謝旖,方焰,劉超.  廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[10]石墨烯/水泥基復(fù)合材料的性能研究進(jìn)展[J]. 多亞茹,孫桂山,陳志健,陳印文,何輝.  粉煤灰綜合利用. 2017(02)

博士論文
[1]氧化石墨烯水泥基材料性能及其應(yīng)用研究[D]. 劉春燕.西安建筑科技大學(xué) 2017

碩士論文
[1]單面凍融條件下玄武巖纖維混凝土孔結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能研究[D]. 郭子麟.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于正交方法透水混凝土性能影響因素試驗(yàn)研究[D]. 付東山.西南科技大學(xué) 2017
[3]T10表面激光熔覆Ni/WC-La2O3工藝與熔覆層性能研究[D]. 歐陽志明.華東交通大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3223842