高電磁波および機械的性能を低パーコレーション閾値で示すフラッシュグラフェン修飾ポルトランドセメントペースト

科学分野:

• 材料科学
• ナノテクノロジー
• 土木工学

背景:

• 以前の研究では、セメント系材料におけるカーボンナノマテリアルの閾値に矛盾が見られます。
• これらの矛盾を解決することは、材料特性を最適化するために重要です。

研究 の 目的:

• セメント系材料における電気的、磁気的、機械的特性向上の閾値間のギャップを縮小すること。
• セメントペーストの特性に対するフラッシュグラフェン粉末（FGP）の影響を調査すること。

主な方法:

• 様々な用量のFGPを用いて修飾ポルトランドセメントペーストを調製しました。
• 水和熱放出、水和物形態、および電気伝導率を分析しました。
• 機械的強度（圧縮および曲げ）と電磁波（EMW）吸収を評価しました。

主要な成果:

• FGPの添加量は、水和および水和物形態に大きく影響しました。
• ペースト中のFGPのパーコレーション閾値は約0.50重量%であり、強度と電磁波吸収の向上と一致しました。
• 0.50重量%のFGPで、圧縮強度は59.5%、曲げ強度は22.4%増加しました。
• 電磁波吸収は、最小損失-12.2 dB、実効帯域幅7.76 GHzを示しました。
• より小さなポルトランダイト結晶は、Kuバンドでの導電率と電磁波吸収を改善しました。

結論:

• FGPは、セメントペーストにおける電気的、機械的、および電磁波吸収特性向上のための閾値を統一します。
• FGPの使用は、セメント複合材料におけるグラフェンの矛盾する閾値を調和させる解決策を提供します。
• このアプローチは、機械的強度、電気伝導率、および電磁波吸収を同時に向上させます。