使用经过高温改性的石墨烯来缓解高温下混凝土中的孔隙压力

《European Journal of Environmental and Civil Engineering》：Using high-temperature-modified graphene to alleviate pore pressure in concrete under high temperatures

高温下水泥基材料孔隙压力激增导致爆裂问题，本研究采用高温改性石墨粉（MGP）替代水泥，探究不同掺量（0、5、10、15 wt.%）对孔隙结构、水化产物及热性能的影响。结果表明，10 wt.% MGP（粒径20 μm）最优，可降低孔隙压力并显著减少高温（400℃）后残余强度损失（17.8%），较对照组提高42.1%，同时改善材料耐热性。

　　

摘要

在高温环境下，基于水泥的混凝土中孔隙压力会迅速升高，可能导致材料发生爆炸性剥落，因此降低孔隙压力对于缓解这一问题至关重要。本研究利用经过高温改性的石墨烯（MGP）粉末来调节基于水泥的材料的孔结构，从而降低孔隙压力。研究了在不同用量（0%、5%、10%和15%（质量百分比）下用MGP替代水泥对孔隙压力、混凝土性能以及吸水性、水化产物、温度梯度和力学性能的影响。虽然在室温下添加石墨烯会略微降低混凝土的抗压强度（添加5%、10%和15% MGP时分别降低了6.9%、16%和50.9%），但在400°C高温下的残余强度损失显著降低：添加5%、10%和15% MGP的混凝土残余强度损失分别为46.3%、17.8%和29.0%，而对照组为72.9%。实验发现，添加10%质量百分比的MGP（粒径为20微米）是降低混凝土孔隙压力的最佳方案。总体而言，这项工作为MGP在提高基于水泥的材料的耐热性方面提供了新的应用前景。