氧化石墨烯再生混凝土力学性能和抗冻耐久性试验研究

发布时间：2020-10-24 09:17

　　 再生混凝土作为一种绿色环保的再生资源,研究再生混凝土的基本性能改善具有着重大的意义。由于再生骨料具有吸水率高、密度低以及孔隙率高等缺点,生产的混凝土具有抗压强度低,耐久性差等缺陷。众多学者通过采用掺入不同纤维的方式来改善再生混凝土的力学性能和耐久性能,宏观上得到了一定的增强效果,但没有在微观上起到促进增强作用。因此,在实际工程中也并未得到广泛的运用及推广。为了从微观上改善再生混凝土的力学性能和抗冻耐久性能,本文在再生混凝土中掺入氧化石墨烯,通过氧化石墨烯对水泥的水化产物以及凝胶孔有一定的细化作用,改善再生混凝土的力学性能和抗冻耐久性能,并通过微观测试手段寻找氧化石墨烯改善再生混凝土的力学性能和抗冻耐久性能的作用机理。主要研究内容总结如下:1、对Hummers法制备的氧化石墨烯采用元素分析法、红外光谱分析法、TEM分析法等测试方法进行了表征,结果表明,得到的GO的悬浮液中,含氧比例为39.95%,具有薄纱状单层片状结构,在结构中存在亲水性官能团。2、力学性能方面研究了不同掺量不同龄期下氧化石墨烯再生混凝土的抗压、抗折以及劈裂抗拉强度。通过试验研究发现,再生混凝土的力学性能提高幅度与氧化石墨烯的掺入量呈显著增长趋势,但当掺入量超过0.06%时,强度随着氧化石墨烯的掺入的增加而减少;不同龄期再生混凝土受氧化石墨烯掺入量的影响而略有差异。当掺入量相同时,龄期小的混凝.土提升程度略高于较龄期大的混凝土。3、抗冻耐久性方面通过25次、50次、75次、100次冻融循环,对氧化石墨烯再生混凝土的质量损失率、相对动弹性模量分析后发现,再生混凝土的抗冻性能随着氧化石墨烯掺入量呈增长趋势,但掺入量超过0.06%时,抗冻性能会下降。4、通过测定冻融循环后氧化石墨烯再生混凝土气体渗透系数并建立与质量损失率、相对动弹性模量和超声波传播速度之间的关系以及观察其微观裂缝结构,对氧化石墨烯冻融循环后的气体渗透系数和微观裂缝结构形貌的变化情况进行了分析,发现可以用气体渗透系数来评价氧化石墨烯再生混凝土的抗冻性能,掺入氧化石墨烯的再生混凝土抗冻性能会提高,是因为掺入氧化石墨烯的再生混凝土中的钙矾石Aft结晶体数量增多并且密集,裂缝处缝隙宽度减小,进而提高了密实度,增强了再生混凝土的抗冻性能。
【学位单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU528
【部分图文】：

ｉｉ§ａｉＦ?＇ｇ：；??（ｂ）?１．５ｗｔ％掺量的砂浆养护２８天后的电镜图片以及裂缝中的氧化石墨烯??图１．２氧化石墨烯水泥基复合材料电镜图［３（＞１??Ｆｉｇ?１．２?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｏｘｉｄｅ?ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ??马宇娟等人研究了氧化时间对氧化石墨烯含氧量的影响情况，并分别研宄了含氧量为??１８．６５％和２５．５３％的氧化石墨烯，对水泥水化产物的微观形貌的影响，结果发现含氧量为??２５．５３％的氧化石墨烯能够促使水泥的水化产物，形成花朵状、密实度高的微型晶体，其增??初效果显著，要大于增强效果［３ｎ。??周庆芳等人发现含氧量为２５．４３％，掺入量为水泥质量分数０．０２％的氧化石墨烯能够使??内部结构疏松、孔隙处较多的水泥水化反应产生花朵状晶体，并能够形成连接在一起的网＿??状结构，含氧量为３２．３０％的氧化石墨烯能够使水泥水化反应产生多面体状晶体，花朵状水??花晶体的水泥砂浆拉伸强度提高了?８２．１％

ｉｎ？??■■■■■■■■■■■Ｉ??图２．１氧化石墨烯浆料??Ｆｉｇ?２．１?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｏｘｉｄｅ?ｓｉｚｅ??２．３．１?Ｘ射线能谱仪分析?－??Ｘ射线能谱仪及其工作原理：各种元素都有各自的Ｘ射线特征波长，特征波长的大小??取决于能级跃迁过程中释放的特殊正能量ＡＥ，能谱仪利用不同元素，使不同的Ｘ射线光子??具有用于元素分析的特殊正能量特性。?？??试验设备采用沈阳建筑大学材料分子工程Ｘ射线能谱仪（ＥＤＳ）。试验采用改进??Ｈｕｍｍｅｒｓ法工业制备的ＧＯ裝料，质量分数为１％，经过干燥供千箱烘干２ｈ，温度控制为??６０°Ｃ，烘干箱如下图２．２。??＊??ｒ＂??ｋ?二??图２．２干燥烘干箱??Ｆｉｇ?２．２?ｄｒｙ?ｄｒｙｉｎｇ?ｂｏｘ??将氧化石墨烯样品在玛瑙研钵中研磨成粉末状固体，进行Ｘ射线能谱仪元素分析。氧??化石墨烯的元素分析情况分别见下表１、图２．３。??

试验设备采用沈阳建筑大学材料分子工程Ｘ射线能谱仪（ＥＤＳ）。试验采用改进??Ｈｕｍｍｅｒｓ法工业制备的ＧＯ裝料，质量分数为１％，经过干燥供千箱烘干２ｈ，温度控制为??６０°Ｃ，烘干箱如下图２．２。??＊??ｒ＂??ｋ?二??图２．２干燥烘干箱??Ｆｉｇ?２．２?ｄｒｙ?ｄｒｙｉｎｇ?ｂｏｘ??将氧化石墨烯样品在玛瑙研钵中研磨成粉末状固体，进行Ｘ射线能谱仪元素分析。氧??化石墨烯的元素分析情况分别见下表１、图２．３。??
【参考文献】

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本文编号：2854284