纳米氧化石墨烯对硅酸盐水泥耐久性能影响研究文献综述
2020-06-07 21:11:14
文 献 综 述 1 引言 水泥基复合材料,如混凝土,是迄今为止应用最为广泛的建筑材料,主要由水泥、水、砂、石及外加剂等构成。
水泥基复合材料存在的最大缺陷是高脆性及由此导致的裂缝和渗透等问题,这是造成其在使用过程中力学性能下降及使用寿命缩短的主要原因[1]。
水泥基复合材料的高脆性主要由其中的硬化水泥浆体(水泥石)引起,而水泥浆体由水泥水化过程所产生的钙矾石(AFt)、单硫型水化硫酸铝(AFm)、氢氧化钙(CH)和硅酸钙凝胶(C-S-H)等组成,它们的形状和结构对水泥基复合材料的脆性有重要的影响[2]。
水泥基复合材料高脆性的力学特征是抗压强度高,而抗拉强度和抗折强度偏低。
目前国内外混凝土的发展方向是高性能、绿色、长寿命,其性能特征是具有高强度、高耐久性,需要解决的主要问题是脆性、裂缝和渗透等问题,解决的方法是在传统混凝土组分中加入高效减水剂、活性矿物粉料以及掺入高性能化学纤维、钢纤维等[3][4],其核心是在提高混凝土抗压强度的同时提高混凝土的耐折、抗冲击强度,提高混凝土的耐久性,延长使用寿命。
早期国内外增强增韧混凝土的主要方法是制备钢筋混凝土、预应力混凝土,可使混凝土的使用寿命从2O~30年延长到5O~100年。
目前,国内外增强增韧混凝土、延长混凝土使用寿命的主要方法是依靠钢纤维、碳纤维、碳纳米管、芳纶纤维等先进材料进行增强增韧[5],可以延长混凝土的使用寿命到15O~200年。
这种方法存在的主要问题是没有改变水泥自身微观结构,仅仅依靠高强度和高韧性的各种纤维,结果导致了高性能混凝土的高成本和稀缺资源的更大消耗,使得高性能混凝土难以推广使用。
因此,寻求一种通过改变水泥水化产物的微观结构达到对混凝土的增强增韧及延长混凝土寿命的方法具有积极的意义。
氧化石墨烯(Graphene Oxide,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[6],在其结构上含有大量的羧基、羟基和环氧基,具有超高的强度和韧性,容易在水中形成纳米相片层分散体。