石墨烯纳米微片水泥砂浆复合材料研究

发布时间：2017-12-17 20:35

  本文关键词：石墨烯纳米微片水泥砂浆复合材料研究

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【摘要】：石墨烯纳米微片(xGnP)沿其平面方向具有良好的导电性,与水泥基材料复合后可以使水泥基材料具有压敏性能,使水泥基材料具有对应力、损伤等的自感知的能力。与此同时,xGnP还可以对水泥基材料的抗压抗折强度进行提高。本文研究了石墨烯纳米微片(xGnP)对水泥基材料性能的影响。研究表明,分散剂可以提高xGnP在水中的分散,试验选取去离子水、自来水、盐溶液和碱性溶液四种水质,分散剂选取两类,非离子类的PVP,阴离子表面活性剂SDBS作为分散剂。结果得出,在去离子水中,SDBS对xGnP的分散效果要优于PVP,而在其它三种水质的情况下,PVP的分散效果要好于SDBS.分散方式采取了两种不同功率的水浴超声、探针超声、高速剪切、等主要分散手段,结果表明,探针超声效果要远远优于水浴超声,高速剪切效果随转速的增加效果越来越好,转速达8000r/min时,分散效果可以与探针超声匹敌。最终确定两种较好分散方式:(1)高速剪切15min加探针超声15min;(2)探针超声30min。物理性能测试有凝结时间、砂浆流动度和抗压抗折强度。试验得出,xGnP对水泥材料具有一定缓凝作用,随着xGnP掺量的增加,标准稠度需水量也相应增加,采用固定水量法与调整水量法测得的初凝时间与终凝时间整体呈现出增加的趋势(除固定水量法测得的初凝时间随掺量减小外)。xGnP水泥砂浆的流动度随着掺量的增加出现减小的趋势。减小程度xGnP-C-500xGnP-M-15xGnP-M-25.xGnP水泥砂浆复合材料对于抗折强度来说,在3d、7d和28d养护期内均表现出相对对照试件增长的趋势,并且掺量越大,增长幅度越大。而抗压强度在养护初期呈现出对强度的削弱特性,尤其是养护7d的试块,强度较对照试块大幅度降低。然而抗压强度在养护后期快速增长并反超,xGnP-C-500与XGnP-M-15的28d强度有明显增长,而XGnP-M-25对抗压强度增强作用不是很好。试验测量了 xGnP-M-15在掺量为1%情况下水泥砂浆的压敏性能,测量了不同等级压应力循环下的压敏性,发现压敏性随着应力的增大而增大,并且增速逐渐降缓。在32MPa下电阻变化率达到11.1%,并且材料在受到损伤后压敏性呈现整体增大趋势;并且在压力较大时出现增速变大的情况,与水泥基材料的应力应变曲线走势相一致。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB332

【参考文献】

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本文编号：1301510