在水泥复合材料中定制电化学剥皮石墨烯电活性通路,用于对建筑物的结构健康监测

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 土木工程 土木工程是指土木工程.
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 自传感式水泥复合材料对于结构健康监测至关重要,但缺乏对电导机制的清晰理解.
• 对材料结构的纳米控制是开发先进的多功能复合材料的关键.

研究的目的:

• 开发一种新型的,多功能的混凝土复合材料,其中包含电化学剥皮石墨烯 (EEG).
• 研究具有高EEG负载的水泥复合材料的电导机制和性能.
• 建立一个电等效电路,用于基于石墨烯的水泥复合材料的阻抗光谱分析.

主要方法:

• 将高达0.8%的电化学剥皮石墨烯 (EEG) 加入到水泥砂中,使用基于聚碳酸的超塑性化剂.
• 机械性能和水合度的多尺度调查.
• 电化学阻抗光谱 (EIS) 用于监测透路径和电容路径.

主要成果:

• 在高剂量的情况下,EEG在水泥基质中完全分散.
• 复合材料的电阻为2.67 kΩ cm,电容路径为2.20 × 10−10 F cm−1的电阻率为0.6 wt% EEG.
• 针对高石墨烯负载的水泥复合材料的EIS分析,提出了一种新的电等效电路.

结论:

• 开发的石墨烯水泥复合材料显示了土木工程中自我传感应用的潜力.
• 通过EEG进行纳米级结构控制,提高用于结构健康监测的电气性能.
• 这项研究为智能结构中的石墨烯基水泥复合材料开辟了新的途径.