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孙婷婷 ，王   硕

 

（郑州商学院 智能建造学院 ，郑州 451200)

摘   要 ：为了研究不同掺量氧化石墨烯对水泥石的微纳米力学性和水泥水化产物微观形貌的影响 ，通过纳米压痕试验和扫描电镜微观测试技术表征硬化水泥石的微纳米力学性能和水化产物的微观形貌。结果表明： 相比于空白对照组 ，1 、3  d 龄期水泥试块的压痕模量提高幅度分别为 24. 59% 、28. 86% ,  硬度提高幅度分别为24. 20% 、26. 39% ,  氧化石墨烯掺入能够显著提高硬化水泥石早期微纳米力学性能 ；随着 GO 掺量增加 ，水泥试块的压痕模量和硬度呈先上升后下降趋势 ， 当 GO 掺量为 0. 04% 时 ，不同龄期水泥试块的压痕模量和硬度都达到最大值 ；掺入适量且分散均匀的氧化石墨烯能使水泥水化产物在不断生长过程中相互交错 、共生 、贯穿 、嵌合等形成较有序的微观结构 ，能够填充孔洞 ，降低水泥石孔隙率 ，形成较为密实的结构 ，进而提高水泥基材料微纳米力学性能。研究成果可为水泥基材料微纳米力学性能优化提供借鉴与参考。

关键词：氧化石墨烯 ；水泥基材料 ；纳米压痕 ；微纳米力学性能 ；微观结构

中图分类号：TU528           文献标志码：A            文章编号： 1005- 8249   (2026)  01- 0042- 05

DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2026.01 .008

SUN Tingting ,  WANG Shuo

(Intelligent Construction Engineering College ,  Zhengzhou Business University ,  Zhengzhou 451200 ,  China) Abstract :  To research effects of different graphene oxide  contents  on micro - nano mechanical properties  of cement  stone  and micro - morphology of hydration products ,  nanoindentation tests and scanning electron microscopy were employed to characterize micro - nano mechanical properties  of hardened  cement  stone  and  micro - morphology  of hydration  products .   The  results  show   that , compared with blank group ,  the  indentation modulus  of cement  specimens  aged  1  d  and  3  d  increased  by  24. 59%   and 28. 86% ,  respectively ,  while the hardness increased by 24. 20%  and 26. 39% .    Therefore ,  the incorporation of graphene oxide can significantly improve early micro - nano mechanical properties of cement - based materials;  With increase of GO  content , the indentation modulus and hardness of cement specimens showed an increasing and decreasing trend ,  when the GO dosage is 0. 04% ,  the  indentation  modulus   and  hardness   of  cement  test  blocks   of  different  ages   reach  maximum  value;   the   cement hydration products can cross ,  symbiosis ,  penetration and inlay ,  fill the holes ,  reduce the porosity of cement ,  and form a more dense structure ,  the  micro - nano  mechanical  properties  of  cement  - based  materials  are  improved .    The  results  can provide reference for optimization of micro - nano mechanical properties of cement - based  materials .

Key words :  graphene oxide;  cement - based materials;  nano indentation;  micro - nano mechanical properties;  microstructure

项目来源：铝相协同激发 PAC 废渣高值化制备绿色功能型 UHPC 及其涉水工程研究  (262102230153) 。

作者简介：孙婷婷  (1991 —) ,  女 ，硕士研究生 ，讲师 ，研究方向：水泥基材料微纳米力学性能。

收稿日期：2023 - 08 - 16