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硅酸盐学报2025年第03期:氧化石墨烯涂覆砂增强水泥基材料抗氯离子侵蚀性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:冯甘霖;罗盛禹;罗启灵;龙武剑;

单位:深圳大学土木与交通工程学院;广东省滨海土木工程耐久性重点实验室;深圳市低碳建筑材料与技术重点实验室;深圳大学,深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室;

摘要:氧化石墨烯(GO)的不均匀分散和团聚现象严重制约了其对水泥基复合材料孔隙结构及耐久性能的增强效果。通过将GO涂覆于氨基化砂粒表面,系统研究了其对GO水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能的影响规律及机理。结果显示:当GO掺量达到0.3%(质量分数)时,使用GO涂覆砂的方法,快速氯离子迁移测试氯离子渗透深度和扩散系数分别比对照组降低了24.8%和18.5%。压汞法测得有害孔级(>50 nm)孔径分布降低了36.8%。进一步的微观及物相分析测试结果表明,采用GO涂覆砂对水泥基复合材料性能提升的主要原因在于对界面过渡区的优化:一方面,氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂通过与硅羧基的缩合反应紧密地连接到砂表面,另一方面,GO通过表面上的羰基或羧基和偶联剂氨基官能团之间的酰胺键共价键合,通过此“双键效应”GO可以稳定键合在砂表面从而改善其分散性,并同时促进界面过渡区水化,减少界面过渡区的缺陷和裂纹,从而大大提高水泥基复合材料对氯离子传输的抵抗能力。

关键词:氧化石墨烯涂覆砂;双重键合效应;抗氯离子侵蚀;界面过渡区

基金资助:国家自然科学基金资助项目(U2006223)