“新材料之王”遇上水泥混凝土堆后有什么神奇的反映？石墨烯小小的身躯在大大的混凝土里，会擦出怎样的火花？今天特种设备安全科普基地带大家了解一下。

混凝土是当今全球用量最大的建筑材料，具有高强度、来源广泛、可加工性能优异和经济实惠等优点，在建筑工程、公路交通、桥梁、隧道工程和水利等方面占据着不可替代的位置。混凝土是碱性复合材料，由于其服役环境和材料自身特性的复杂性，混凝土结构容易发生冻融、腐蚀、风化等问题，导致混凝土的力学性能与耐久性能降低，从而大大降低其使用寿命。

石墨烯具有高导电性、高导热性、高机械强度、高比表面积等特性，一定掺量的石墨烯能够提高混凝土的强度、抗氯离子渗透，改善混凝土的孔径分布，提高混凝土的耐久性和高温力学稳定性。

为什么石墨烯在混凝土中有这么大的功效？

①石墨烯在基质中，当存在外部载荷时，界面摩擦可以消耗外界负载的能量，石墨烯纳米片的桥联效应会阻碍裂纹产生及扩大，有效提高水泥基复合材料的强度和韧性。

②石墨烯能够促进水泥复合材料的水化反应更加充分和完全，细化孔结构，提高密实度，使得掺加石墨烯的水泥水化产物的综合性能高于普通水泥水化产物。

③石墨烯的大尺寸表面可以充当致密的“阻隔墙”，形成坚硬的保护层，阻止水分在混凝土内部进入或迁移，可以同时提高混凝土的耐腐蚀性和抗冻融能力。

④石墨烯具有优异的导电性和导热性，在混凝土中加入石墨烯，有利于形成三维导电网络结构，构建良好的热传输通道，从而提高混凝土的导电性能和导热性能。

⑤石墨烯是一种纳米材料，具有小尺寸效应，利用其体积小的优势，增加混凝土与附着材料间的黏结度，进而提高和改善再生混凝土的宏观力学性能。

这么厉害，价格是不是会很贵？

我们可以买到吗？

别急别急！石墨烯应用于水泥混凝土，是典型的采用高新材料助力传统建筑材料升级发展的创新模式。其中，石墨烯粉末的选择、石墨烯含量的控制、石墨烯与混凝土的复配比例、石墨烯的分散工艺、混凝土pH值的调控以及混凝土水胶比的优化等，是确保混凝土性能整体提升的保障。目前石墨烯在混凝土中的开发应用已经部分实现，如工程建筑、路面铺设、地铁轨道、多层地板等，随着石墨烯在混凝土中的应用研究进一步深入，其应用领域也将会不断拓展。

国家石墨烯产品质量检验检测中心（广东）是长期从事石墨烯材料产品检验检测的国家级质检中心，拥有CMA资质认定、CAL授权及CNAS认可证书，是法定的向社会出具公正数据的第三方产品质量检测机构。中心产品全项目检测能力覆盖率达到97.6%，在国内同行业处于领先地位，可为政府、企事业单位提供石墨烯材料及制品的检验检测、技术开发和标准研制等服务，推动石墨烯产业快速发展。欢迎广大企业、科技工作者前来交流指导！

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图：网络（部分）、广州市特种设备安全科普基地

文：广州市特种设备安全科普基地

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