萘系减水剂_氧化石墨烯复合材料对水泥石微观结构和性能的影响.docx

萘系减水剂／氧化石墨烯复合材料对水泥石微观结构和性能的影响吕生华，丁怀东，孙婷，刘晶晶（陕西科技大学 资源与环境学院，陕西 西安７１００２１）摘要：采用 Ｈｕｍｍｅｒｓ法和超声剥离制备了氧化石墨烯（ＧＯ）纳米片层分散液，再与萘系减水剂（ＮＳ）复合得到 ＮＳ／ＧＯ 复合材料．研究了 ＮＳ／ＧＯ 复合材料对水泥净浆流动性和水泥石抗压耐折强度的影响．研究结果表明，当 ＮＳ／ＧＯ 的掺量为４．８ｇ／０．０６ｇ（每１００ｇ水泥）时，净 浆流动度可以达到２０４ｍｍ，所得水泥石的抗压强度为６５．４ ＭＰａ，且耐折强度达到１０．６ ＭＰａ，分别比对照样品提高了２９．３％和４１．４％．ＳＥＭ 形貌结果表明，ＧＯ 能够促使水泥水化反应形 成致密的片层状结构．这些结果对于提高混凝土的抗压耐折强度，以及抗裂性和耐久性等具有 重要的意义．关键词：萘系减水剂；氧化石墨烯；复合材料；水泥水化产物中图法分类号：ＴＢ３２２文献标识码：ＡＥｆｆｅｃｔｏｆｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ／ｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｈａｒｄｅｎｅｄｃｅｍｅｎｔｐａｓｔｅＬＶＳｈｅｎｇ－ｈｕａ，ＤＩＮＧ Ｈｕａｉ－ｄｏｎｇ，ＳＵＮ Ｔｉｎｇ，ＬＩＵＪｉｎｇ－ｊｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ′ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｒａｐｈｉｔｅｏｘｉｄｅｎａｎｏｓｈｅｅｔｓｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｌｉｑｕｉｄｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ Ｈｕｍｍｅｒｓｍｅｔｈｏｄａｎｄｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｎｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ （ＮＳ）／ｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ （ＧＯ）ｃｏｍ－ ｐｏｓｉｔｅｗａｓａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｍｉｘｉｎｇｏｆｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒａｎｄＧＯ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆＮＳ／ＧＯ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｏｎｔｈｅｆｌｕｉｄｉｔｙｏｆｆｒｅｓｈｃｅｍｅｎｔｐａｓｔｅａｎｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅａｎｄｆｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｈａｒｄｅｎｅｄｃｅｍｅｎｔｐａｓｔｅ ｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｌｕｉｄｉｔｙｏｆｃｅｍｅｎｔ ｐａｓｔｅｃｏｕｌｄｒｅａｃｈ２０４ ｍｍａｎｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅａｎｄｆｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｕｌｄｒｅａｃｈ６５．４ ＭＰａａｎｄ１０．６ ＭＰａｗｈｅｎｄｏｓａｇｅｏｆ４．８ｇ／０．０６ｇ （１００ｇｃｅｍｅｎｔ）ｉｎｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｒｅａｓｅｄ２９．３％ ａｎｄ４１．４％ ｔｈａｎｃｏｎｔｒｏｌｓａｍｐｌｅ．ＳＥＭｉｍａｇｅｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＧＯｃｏｕｌｄｐｒｏｍｏｔｔｈｅｃｅ－ ｍｅｎｔｈｙｄｒａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｔｏｐｒｏｄｕｃｅａｄｅｎｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｉｍｐｒｏ－ ｖｉｎｇｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｃｒａｃｋｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ；ｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ；ｃｅｍｅｎｔｈｙｄｒａｔｉｏｎｐｒｏｄ－ ｕｃｔｓ＊ 收稿日期：２０１４－０６－２１基金项目：国家自然科学基金项目作者简介：吕生华（１９６３－），男，陕西乾县人，教授，博士，研究方向：水泥基复合材料微观结构与性能·４３·第５期吕生华等：萘系减水剂／氧化石墨烯复合材料对水泥石微观结构和性能的影响另外一种能够通过调整水泥石微观结构并对水泥石具有增强增韧作用的物质是一些超细活性 ＳｉＯ２、矿物粉等添加剂．它们对水泥石的 微 观 结 构 有影响，但 是 对 水 泥 水 化 产 物 的 形 貌 调 控 作 用 有 限．氧化石墨烯（ＧｒａｐｈｅｎｅＯｘｉｄｅ，ＧＯ）是石墨的氧 化产物经过破碎、剥离等处理后形成的一种纳米相 片层，具有与石墨烯相似的由六元环状蜂窝结构构 成的二维片层状，且具有超大的比表面积和力学强 度，在其结构上含有大量的羧基、羟基和环氧基，容 易在水中形成纳米相片层分散体．研究表明，其对 陶瓷、水泥材料、聚合物等具有明显的增强增韧作用［１２－２１］．我们在前期研究中证明了氧化石墨烯纳米片层能够控制水泥水化反应产物的微观结构，促使其 形成比较密实的结构，具有增强增韧的作用［２２，２３］． 但是，我们在研究中也发现氧化石墨烯的加入