氧化石墨烯改性固废混凝土的制备及性能研究

氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)可以改善水泥基材料力学性能的良好特性可用来改性固废(铁尾矿砂、再生粗骨料)混凝土。研究对再生粗骨料取代率、铁尾矿砂取代率和GO掺量3个因素设计了正交试验。引入考虑固废利用率的权重指标对GO改性固废混凝土的强度指标进行修正并得出加权评价指标,通过极差分析得到GO改性固废混凝土的较佳配合比,研究较佳配合比下GO改性固废混凝土的抗压强度与抗折强度、坍落度与吸水率和微观形貌。结果显示:当再生粗骨料取代率为100%、铁尾矿砂取代率为50%、GO质量分数为0.05%时,为GO改性固废混凝土的较佳配合比,对GO改性固废混凝土的评价指标影响显著性从大到小依次为再生粗骨料取代率、氧化石墨烯掺量、铁尾矿砂取代率。通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)微观形貌分析发现,GO能优化水化产物堆叠形态,在尺度上细化水化产物,能够填充改性固废混凝土的孔隙结构,有效改善其致密度;较优配合比下的GO改性固废混凝土的力学性能优于普通混凝土的力学性能,验证了GO改性固废混凝土替代普通混凝土的可行性。