High‐Performance Graphene‐Based Cementitious Composites

Autor: Krystek, Małgorzata, Pakulski, Dawid, Patroniak, Violetta, Górski, Marcin, Szojda, Leszek, Ciesielski, Artur, Samorì, Paolo
Přispěvatelé: Department of Structural Engineering [Gliwice, Poland] (Faculty of Civil Engineering), Silesian University of Technology, Institut de Science et d'ingénierie supramoléculaires (ISIS), Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Faculty of Chemistry [Poznan, Poland], Adam Mickiewicz University in Poznań (UAM), Centre for Advanced Technologies [Poznan, Poland], univOAK, Archive ouverte, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Advanced Science
Advanced Science, Wiley Open Access, 2019, 6 (9), pp.1801195. ⟨10.1002/advs.201801195⟩
Advanced Science, 2019, 6 (9), pp.1801195. ⟨10.1002/advs.201801195⟩
ISSN: 2198-3844
Popis: International audience; This study reports on the development of a cementitious composite incorporating electrochemically exfoliated graphene (EEG). This hybrid functional material features significantly enhanced microstructure and mechanical properties, as well as unaffected workability; thus, it outperforms previously reported cementitious composites containing graphene derivatives. The manufacturing of the composite relies on a simple and efficient method that enables the uniform dispersion of EEG within cement matrix in the absence of surfactants. Different from graphene oxide, EEG is found to not agglomerate in cement alkaline environment, thereby not affecting the fluidity of cementitious composites. The addition of 0.05 wt% graphene content to ordinary Portland cement results in an increase up to 79%, 8%, and 9% for the tensile strength, compressive strength, and Young's modulus, respectively. Remarkably, it is found that the addition of EEG promotes the hydration reaction of both alite and belite, thus leading to the formation of a large fraction of 3CaO·2SiO2·3H2O (C‐S‐H) phase. These findings represent a major step forward toward the practical application of nanomaterials in civil engineering.
Databáze: OpenAIRE
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