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氧化石墨烯对矿渣水泥抗压强度及微观结构的影响

2021-10-20冯玉洁朱建平王立冯春花孙钰江李根深李东旭

冯玉洁,朱建平,王立,冯春花,孙钰江,李根深,李东旭

(1.河南理工大学 材料科学与工程学院 河南 焦作 454000;2.河南建筑材料研究设计院有限公司 河南 郑州 450002;3.南京工业大学 材料科学与工程学院 江苏 南京 211816)

0 引 言

水泥因其价格低廉、性能良好,在建筑材料领域应用广泛,但在生产过程中会消耗大量的不可再生资源,排放大量CO2,SO2等有害气体,造成能源消耗和环境污染等问题[1]。矿渣是冶金工业生产过程中的副产物,具有潜在的胶凝活性[2],将矿渣掺入水泥基材料中,不仅可以降低水泥熟料的生产成本,而且还可以进行矿渣再利用。但加入矿渣会引起水泥早期水化慢、强度低等问题,这些问题亟需解决。

石墨烯最早由Geim课题组通过胶带不断黏贴和撕开石墨碎屑的简单方法获得,证实了石墨烯在有限温度下可以自由存在[3]。氧化石墨烯(GO)是石墨烯的衍生物之一,结构与石墨烯相似,具有超高的强度、弹性模量、柔韧度和超大的比表面积,是一种性能优异的碳基纳米材料[4-7]。GO表面含有大量的羟基、羧基等活性含氧官能团,这些含氧官能团使GO的片层间距增大,增强了GO在水中的分散性[8]。制备GO主要使用化学氧化法,包括Brodie法、Staudenmaier法和Hummers法[9-11],其中Hummers法简单易操作、安全性高,是目前普遍应用的方法。GO目前在各个领域都有研究,广泛应用于储能材料、光催化材料、半导体和生物复合材料[12-15]。GO虽然性能十分优异,但很难批量生产,而且制备过程会产生大量含酸和锰盐的废水,因此针对GO的研究还需要进一步深入。……

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