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高掺量粉煤灰混凝土由于能大量增加粉煤灰的用量减少水泥的用量,具有很大绿色环保经济节能的意义。然而高掺量粉煤灰混凝土本身存在很大的不足,如强度偏低,其中的粉煤灰颗粒易上浮分层,有时无法满足工程需要。随着纳米材料科学的发展,人们发现将纳米材料应用在混凝土中能显著提高其性能,这给改性增强高掺量粉煤灰混凝土提供了全新的思路。氧化石墨烯是一种二维薄片纳米材料,由于其高亲水吸附性、良好的导热性、大的比表面积等优异的性能,被广泛应用于材料科学领域,而且大量研究也表明氧化石墨烯对水泥基材的力学性能和耐久性有明显的提高作用。因此本文通过氧化石墨烯对高掺量粉煤灰混凝土进行微观改性,从而提高高掺量粉煤灰混凝土的性能。本文试验用氧化石墨烯改性高掺量粉煤灰混凝土,分析了各原材料对其抗压和抗折力学强度的影响,分析其改性机理。基于这些研究,文章主要得到以下结论:(1)通过全面设计,得到原材料的综合最佳配比为氧化石墨烯掺量0.02wt%、Ⅰ级C类粉煤灰70wt%、普通硅酸盐水泥30wt%、水灰比0.20,此时其28天抗压强度为52.05MPa,28天抗折强度为6.77MPa,能满足大多工程需求。(2)对多元回归分析后得的强度预测模型和试验结果进行分析后得出,氧化石墨烯增加(0～0.04wt%),混凝土强度都是先增加后减少,最佳掺量为0.02wt%;粉煤灰增加,混凝土抗强度减少,但70wt%掺量更为合理;水灰比增加,混凝土强度在不同氧化石墨烯掺量下变化不同。(3)对单变量氧化石墨烯掺量下强度变化结合其本身性能分析得出,氧化石墨烯的高亲水吸附性会减少体系中参与反应的水,负电性会吸引体系中Ca2+。而且其大纵横比及自身强度可以增韧,纳米尺寸会产生填补微小孔隙的尺寸效应,但是掺量过多会产生反向效应,故和水对混凝土强度有的复杂交互作用。(4)对抗压抗折最优组和对照组的微观分析得出,氧化石墨烯可以促进粉煤灰中含Si和Al的玻璃体溶解,体系中硅酸二钙参与水化。