复掺石墨烯/氧化石墨烯改性砂浆电学与融雪化冰性能研究

摘要

由于石墨烯(G)在水泥浆体中易发生团聚,因此目前国内外有关石墨烯类材料掺配水泥基材料的研究主要集中在分散性能较好的氧化石墨烯(GO)上,对G与GO复掺的报道却较为罕见.为制备结构-功能一体化的水泥基复合材料,以G作为导电填料,借助GO对G的助分散作用,研究了不同G掺量下水泥砂浆的力学性能、导电性、电热性能和融雪化冰功能.28 d力学性能测试表明,当G达最佳掺量0.3％时,抗折抗压强度相比于空白试件提高了45％、35.7％,比单掺GO试件增长了31.8％、24.1％.微观结构测试表明G与GO能共同促进水泥水化进程,调控水泥水化产物形成花朵状晶体,密实水泥石结构.电学性能测试发现,石墨烯导电水泥基材料的渗滤阈值为0.5％,阈值下试件的力学及导电发热性能良好,外加60 V电压1 h温度可升高15.2°C,且在室内恒温下可显著加快融冰进程,25 min内即可将5 mm厚的冰层基本融化,具备不错的融雪化冰潜力.