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摘要
碳纳米管由于良好的力学性能被广泛应用于水泥基材料的增韧，但是碳纳米管与水泥基材料界面结合弱的问题亟需解决。本研究采用自组装的方法，对多壁碳纳米管表面进行包覆改性，合成二氧化硅包覆碳纳米管的核壳结构纳米线(CNTs@SiO2)。将原始碳纳米管(O-CNTs)、纯化碳纳米管(P-CNTs)以及CNTs@SiO2掺入水泥中，研究碳纳米管对水泥材料力学性能的影响，并结合水化热、X射线衍射分析(XRD)、热分析(TG-DTG)、扫描电子显微镜分析(SEM)等测试方法，探究其对水泥基材料力学性能的影响机理。相比O-CNTs及P-CNTs, CNTs@SiO2的掺入可显著提高水泥的早期力学性能，随着掺量的增加，抗折强度呈现先增加后降低的趋势；当CNTs@SiO2的掺量为0.08%(质量分数，下同)时，对水泥的抗折强度改善效果最好，3 d抗折强度可提高18.8%。其原因是掺入CNTs@SiO2提高了水泥水化反应速率，其表面的纳米SiO2与硬化体中的氢氧化钙反应形成二次水化产物，提升了界面结合力，从而提高了水泥的力学性能。本研究为水泥基材料用碳纳米管的改性提供新的思路。
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