МОДИФИЦИРОВАНИЕ ЦЕМЕНТА МАЛОСЛОЙНЫМ ГРАФЕНОМ

Повышение эксплуатационных характеристик бетонов – и в первую очередь прочности на сжатие и изгиб – является весьма актуальной задачей. Ее традиционно решают путем модифицирования бетона различными продуктами химической промышленности органического и неорганического происхождения. В последнее десятилетие в качестве модификаторов активно используют наноматериалы, в том числе углеродные. Наиболее перспективными модификаторами являются малослойный графен и оксид графена. Малослойный графен можно получать в промышленных масштабах с использованием жидкофазной сдвиговой эксфолиации кристаллического графита. Данная технология принципиально отличается от технологии получения малослойного графена из оксида графита, поскольку в ней не используются сильные кислоты и ультразвуковая обработка, что в десятки раз снижает себестоимость готового продукта. В статье приведены результаты исследования процесса модифицирования цементных смесей малослойным графеном, полученным жидкофазной сдвиговой эксфолиацией графита. Модифицирование осуществляли путем использования в качестве воды затворения суспензии, с концентрациями малослойного графена по отношению к цементу от 0,02 до 0,07 %. Для определения прочностных характеристик цемента изготавливали образцы-балочки размером 40×40×160 мм. Цементные растворы и образцы готовили в полном соответствии с ГОСТами. Образцы испытывали на сжатие и трехточечный изгиб. Экспериментально установлено, что максимальная относительная прочность достигается при концентрации 0,05–0,06 мас. % (по отношению к цементу) и дальнейшее увеличение концентрации не приводит к увеличению прочности. В частности, прочность на сжатие повышается в 1,7–2,5 раза, а на изгиб – в 1,2–1,5 раза. Особо следует отметить, что по мере увеличения прочности на сжатие контрольного образца (не модифицированного малослойным графеном) эффективность модифицирования снижается.