石墨烯及其衍生物在水泥基材料中的应用与研究进展
2020-04-21杨一凡何智海詹培敏
硅酸盐通报 2020年3期
杨一凡,何智海,2,詹培敏
(1.绍兴文理学院土木工程学院,绍兴 312000;2.陕西省高性能混凝土工程实验室,渭南 714000)
0 引 言
水泥基材料包括水泥浆、砂浆和混凝土是建筑中使用最广泛的材料,但其存在高脆性、低韧性、易开裂和低拉伸等技术缺点长期以来一直是导致耐久性差和综合性能不足的主要因素。虽然在水泥基材料中掺加纤维和矿物掺合料在一定程度上可以提高其相关性能,但改善效果相对有限[1-2]。随着纳米技术的快速发展,碳纳米管、纳米二氧化硅和碳纳米纤维等各种纳米材料已在土木领域得到了一定程度地应用。2004年英国曼彻斯特大学物理学家Geim和Novoselov等[3]用微机械剥离法从石墨中分离出石墨烯,作为目前厚度最薄、强度最大以及导电导热性能最好的一种新型纳米材料,被称为“新材料之王”,在物理学和材料学等众多领域都取得了长足的发展和应用,同时也受到了水泥基材料研究和应用领域的青睐和重视,为克服前述的水泥基材料缺点提供了一种新的思路和途径,进一步拓宽了石墨烯的研究和生产应用领域。
本文首先介绍了石墨烯及其衍生物的基本性质和特点,接着总结分析了其对水泥水化性能、工作性、力学性能和耐久性的影响,同时对比总结了石墨烯及其衍生物在水泥基材料中的作用机理,并对相关问题进行了讨论。对于今后石墨烯在水泥基材料的研究和应用具有一定的指导意义。
