必贏3003no1線路檢測(cè)中心必贏3003no1線路檢測(cè)中心王曙光教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)頂級(jí)期刊《Construction and Building Materials》（中科院一區(qū)TOP期刊，IF=7.693）上發(fā)表題為“Improved Compressive and Flexural Performances of Functionally Graded Graphene Nanoplatelet Reinforced Cement Composites”的研究論文。2021級(jí)博士研究生杭子彥為該論文的第一作者，王曙光教授和馮闖教授合作指導(dǎo)，必贏3003no1線路檢測(cè)中心為第一完成和通訊單位。
石墨烯納米片（GNP）憑借較高的比表面積和獨(dú)特的片層狀結(jié)構(gòu)，具有超高的強(qiáng)度和彈性模量，可以極大的改善水泥材料的孔隙多和延性較差等問題，提高復(fù)合材料的抗壓和抗折強(qiáng)度。然而，在土木工程領(lǐng)域全結(jié)構(gòu)大面積添加GNP勢(shì)必會(huì)造成材料浪費(fèi)和成本提高，此外碳排放和建筑垃圾等問題促使探究人員開始探索開發(fā)高性能低成本，低用量的水泥復(fù)合材料。基于這一問題，馮闖教授團(tuán)隊(duì)探索開發(fā)了功能梯度石墨烯納米片增強(qiáng)水泥復(fù)合材料(FG-GNPRCC)結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試和力學(xué)建模，通過將石墨烯填料分布狀態(tài)功能梯度化，充分發(fā)揮各組份的優(yōu)勢(shì)，提高性能的同時(shí)節(jié)約用材。試驗(yàn)設(shè)計(jì)了X，A，O和H型四種不同梯度分布，并進(jìn)行抗壓和三點(diǎn)抗彎測(cè)試。力學(xué)建模采用有效介質(zhì)理論(EMT)和Mori-Tanaka (MT)模型，建立了平行三相介質(zhì)模型來預(yù)測(cè)GNPRCC的楊氏模量。模型綜合考慮了石墨烯分散、團(tuán)聚和基體孔隙對(duì)材料力學(xué)性能的影響。通過試驗(yàn)與模型相結(jié)合的方法，對(duì)FG-GNPRCCs的開裂荷載進(jìn)行了預(yù)測(cè)。最后將試驗(yàn)結(jié)果與模型結(jié)果相對(duì)比，驗(yàn)證模型的正確性。三相介質(zhì)模型有助于預(yù)測(cè)GNPRCCs的楊氏模量和FG-GNPRCCs的開裂荷載。在此理論框架的基礎(chǔ)上分析了由GNPs團(tuán)聚和孔隙的存在引起的力學(xué)性能的變化，并揭示GNP對(duì)水泥基增強(qiáng)效果的物理機(jī)理。
據(jù)悉，杭子彥同學(xué)在王曙光教授和馮闖教授的悉心指導(dǎo)下、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷下，博士一年多期間，以第一作者在中科院一區(qū)top期刊發(fā)表論文一篇，合作發(fā)SCI論文7篇，參加2023年第七屆土木建筑與結(jié)構(gòu)工程國(guó)際會(huì)議并獲得最佳口頭報(bào)告獎(jiǎng)，并且積極參與學(xué)院各項(xiàng)活動(dòng)。作為必贏3003no1線路檢測(cè)中心研究生第一黨支部宣傳委員，能認(rèn)真完成學(xué)院黨委布置的各項(xiàng)工作任務(wù)，在全院研究生中起到了良好的激勵(lì)與示范作用。
文章在線網(wǎng)址：https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.131828
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