在聚集体上生长纳米晶体石墨烯以实现导电性强的智能水泥复合材料

高导电性的混凝土/砂浆一直是实现结构健康监测的重要追求，尤其是在智能水泥基设施的发展中。然而，在不降低抗压强度和流动性的情况下显著提高混凝土/砂浆的电导率仍然具有挑战性。在此，合成了涂覆纳米晶体石墨烯的聚集体（称为Gr@AGs），以打破这种导电性与强度之间的权衡。将Gr@AGs与水泥混合使得构建出一个石墨烯的导电网络，同时增强了聚集体与胶结材料之间的界面过渡区。因此，在Gr@AGs基的智能砂浆中，导电性和力学性能得到了同时提升。通过与低百分比的碳纤维结合，Gr@AGs的显著正面效果得到了进一步增强。通常，优化砂浆的28天抗压/抗弯强度分别提高了12.2%/19.4%，电阻率降低了超过3个数量级，从约4.6 × 10^5降至182 Ω·cm。在此基础上，我们展示了具有高灵敏度的基于水泥的压阻传感器，其电阻率的相对变化高达约25%，这比可比系统中报告的数值高出1个数量级。本研究通过充分利用石墨烯的特性，为开发智能水泥复合材料中的关键问题提供了解决方案.