為滿足西北地區(qū)改造工程對混凝土材料耐久性和導電性的獨特要求，采用物理方法合成了具有修復性能的微膠囊。采用氧化石墨烯作為導電介質制備標準混凝土復合部件。通過正交試驗確定了氧化石墨烯和微膠囊的最佳用量。對混凝土在靜載和動靜復合荷載作用下的疲勞試驗和微觀結構進行了研究，對比分析了氧化石墨烯和微膠囊對混凝土抗疲勞性能的影響。最后，利用掃描電鏡(SEM)對混凝土的微觀形貌進行了分析，提出了改善混凝土力學性能和減少疲勞損傷的微觀作用機理。結果表明，28 d后混凝土的最佳配合比為微膠囊摻量3%、氧化石墨烯摻量0.1%、水灰比0.5。氧化石墨烯可以促進水泥的水化過程，改善水泥基體的孔隙結構，彌補微膠囊造成的混凝土內部結構強度損失。強度增長率不小于20%。在不同應力水平下，單獨摻雜0.1%氧化石墨烯組和最佳配比組的疲勞壽命損失相對較小。微膠囊均勻地嵌入水泥基體中，氧化石墨烯促進了材料內部致密微觀結構的形成。兩者的協(xié)同作用保證了結構的完整性和致密性。
圖1. 定西-蘭臨輸電線路臨洮段位置及遠景:(a)中國地圖，(b)甘肅省地形圖，(c)野外圖。
圖2. 一些測試樣本。
圖3. 巖石高壓動態(tài)試驗系統(tǒng)。
圖4. 混凝土試件在壓縮試驗中的破壞。
圖5. 混凝土壓縮試驗損傷過程:(a) 3 d， (b) 7 d， (c) 28 d。
圖6. 混凝土試件在疲勞試驗中的損傷模式:(a)靜載荷和(b)動靜復合加載。
圖7. 靜載下混凝土應力-應變曲線:(a) W
0G
0， (b) W
0G
0.1、(c) W
0G
0.2、(d) W
3G
0.1。
圖8. 應力水平與平均疲勞壽命的關系。
圖9. 混凝土中微膠囊和氧化石墨烯的微觀形態(tài):(a)整體形狀和(b)具體形態(tài)。
圖10. 疲勞試驗后各試樣的SEM圖像:(a) W
0G
0， (b) W
0G
0.1、(c) W
0G
0.2、(d) W
3G
0.1。
相關研究成果由哈爾濱工業(yè)大學土木工程學院、哈爾濱工業(yè)大學重慶研究院Shengyi Cong等人于2023年發(fā)表在Journal of Building Engineering (https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.106264)上。原文：Fatigue properties and microstructure of graphene oxide/microcapsule self-healing concrete。
轉自《石墨烯研究》公眾號
