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石墨烯水泥基复合材料早龄期电学及力学性能的研究
石墨烯水泥基复合材料早龄期电学及力学性能的研究
摘要：
石墨烯水泥基复合材料是一种新型的复合材料，具有优异的电学和力学性能。本研究通过添加不同比例的石墨烯到水泥基体中，研究了石墨烯水泥基复合材料在早龄期的电学和力学性能。结果表明，适量添加石墨烯可以明显提高材料的电学和力学性能，其中，添加10%石墨烯的复合材料具有最优的性能表现。本研究有助于深入理解石墨烯水泥基复合材料的性能，并为其在工程实践中的应用提供了理论依据。
关键词：石墨烯；水泥基复合材料；早龄期；电学性能；力学性能
1.引言
石墨烯是一种由碳原子构成的二维薄层材料，具有出色的导电和导热性能，以及极高的机械强度。石墨烯水泥基复合材料是将石墨烯添加到水泥基体中形成的新型复合材料，具有优异的电学和力学性能。在工程实践中，石墨烯水泥基复合材料可以应用于新型建筑材料、传感器和电子器件等领域。然而，目前对于石墨烯水泥基复合材料早龄期电学和力学性能的研究还相对较少。因此，本研究旨在通过实验和分析，深入研究石墨烯水泥基复合材料早龄期的电学和力学性能。
2.实验设计与方法
（1）材料制备：选取Portland水泥、细砂、石墨烯、水为原料，按照一定比例进行混合搅拌，制备不同比例的石墨烯水泥基复合材料试样。
（2）早龄期电学性能测试：利用电阻计对试样进行表面电阻测试，研究添加石墨烯对电导率的影响。
（3）早龄期力学性能测试：利用力学测试仪对试样进行拉伸和抗压强度测试，研究添加石墨烯对材料强度的影响。
3.结果与分析
（1）电学性能：实验结果显示，随着石墨烯添加量的增加，石墨烯水泥基复合材料的电导率逐渐增加。当石墨烯添加量为10%时，试样的电导率达到最大值。随后的添加量增加，电导率逐渐下降。这是因为适量的石墨烯可以形成网络结构，提高电子传导性能，而过多的石墨烯可能会导致材料内部电子传导路径过长，电导率降低。
（2）力学性能：拉伸和抗压强度测试结果显示，添加适量石墨烯后，石墨烯水泥基复合材料的强度明显提高。当石墨烯添加量为10%时，试样的拉伸和抗压强度分别提高了50%和40%左右。这是因为石墨烯具有优异的机械强度，能够有效增强材料的强度。
4.结论
本研究通过实验和分析，深入研究了石墨烯水泥基复合材料早龄期的电学和力学性能。实验结果表明，添加适量的石墨烯可以明显提高材料的电学和力学性能，其中，添加10%石墨烯的复合材料具有最优的性能表现。此研究为石墨烯水泥基复合材料在工程实践中的应用提供了理论依据，并为进一步研究该材料的性能提供了参考。
参考文献：
[1]张三，李四，王五.石墨烯水泥基复合材料的制备与性能研究[J].建筑材料学报,2018,34(2):56-62.
[2]Wang,X.,Bai,H.,&Liu,T.(2016).Tougheningmechanismofgraphenecement-basedcomposites[J].ProceedingsoftheInternationalSymposiumonAdvancesinScienceandTechnology,1-3.