石墨烯改性混凝土的制备及其力学性能和抗冻性能研究

以普通硅酸盐水泥P.O 42.5为基体材料,石墨烯为增强材料,制备出了不同石墨烯掺杂量(0,0.04％,0.08％和0.12％(质量分数))的改性混凝土.研究了石墨烯掺杂量对改性混凝土晶体结构、微观形貌、力学性能和抗冻性能的影响.结果表明,石墨烯的掺杂并未生成新的水化产物,但加速了水化反应的速率,生成的水化产物凝胶填充到混凝土的缝隙中,提高了混凝土的致密性;当石墨烯的掺杂量为0.08％(质量分数)时,改性混凝土的孔隙数量最少、密实度最大,其形貌最佳;石墨烯改性混凝土在各养护龄期下的抗压强度均随着石墨烯掺杂量的增加而先增大后减小,在28 d的养护龄期下,当石墨烯的掺杂量为0.08％(质量分数)时,改性混凝土的抗压强度达到了最大值48.62 MPa;在60次冻融循环后,当石墨烯的掺杂量为0.08％(质量分数)时,改性混凝土的质量损失率最小为0.414％,相对动弹性模量最大为94.02％,石墨烯改性混凝土的抗冻性能显著改善.综合分析可知,改性混凝土中石墨烯的最佳掺杂量为0.08％(质量分数).