硫氧镁水泥的改性处理是指利用外加剂掺杂,改变传统硫氧镁水泥的水化产物及水化形貌,使其具有早强高强、高耐水性、耐硫酸盐侵蚀性等优异性能。本文通过不同外加剂的掺杂,研究不同酸碱性的外加剂对传统硫氧镁水泥的改性效果,然后在外加剂改性后的硫氧镁水泥基础上研究氧化石墨烯和碳纳米管掺杂对其力学性能和水化进程的影响,然后利用碳纳米管掺杂研究改性后硫氧镁水泥的电学性能和压敏性能,为硫氧镁水泥的推广和功能性应用提供理论依据。本文主要研究内容及结论如下:对柠檬酸、三聚磷酸钠和磷酸三钠进行复配,研究不同外加剂对硫氧镁水泥抗压强度和凝结时间的影响,并结合X射线衍射、扫描电镜以及傅里叶变换红外光谱仪对水化产物和形貌进行分析。结果表明:当三种外加剂分别单掺时,柠檬酸改性硫氧镁水泥能够生成大量针状5·1·7相晶体,28 d抗压强度为空白试样的190%。柠檬酸分别与其他两种外加剂复配后制得的试件的3 d与7 d强度均强于外加剂单掺改性试件,28 d强度低于柠檬酸单独改性试件,其原因可能是水化初期外加剂的酸碱度对硫氧镁水泥的水化影响更大,酸性的柠檬酸能够延缓硫氧镁水泥生成5·1·7相并且增加凝结时间,从而早期强度低于外加剂复配试件;而到28 d时柠檬酸的络合作用对硫氧镁水泥水化的调控作用更强,因此强度更高。对外加剂复配后改性的硫氧镁水泥进行耐水性和耐硫酸盐侵蚀测试,结果显示,柠檬酸和三聚磷酸钠复配试件中,摩尔比为2:1时试件的56 d耐水系数为0.88,抗压强度77.20 MPa;在20%硫酸镁溶液中浸泡56 d后耐蚀系数为0.94,抗压强度82.75 MPa,耐水性和耐硫酸盐侵蚀性能最佳。柠檬酸和磷酸三钠复配试件中,摩尔比为3:1时试件56 d耐水系数为0.87,抗压强度72.18 MPa;在20%硫酸镁溶液中浸泡56 d后耐蚀系数为1.06,抗压强度87.89 MPa,耐水性和耐蚀性最佳。因此结果表明外加剂复掺试件的耐水性能大于单独外加剂改性,并且在柠檬酸与三聚磷酸钠和磷酸三钠摩尔比分别为2:1和3:1时耐蚀系数大于柠檬酸单独改性硫氧镁水泥。氧化石墨烯和碳纳米管掺杂对柠檬酸改性硫氧镁水泥的水化产物种类并没有影响,扫描电镜结果显示氧化石墨烯能够改善水泥的水化形貌,发挥模板作用,使水泥基体更加密实,从而提升水泥的力学性能;碳纳米管在水泥中的分散程度较低,容易在基体中缠绕形成缺陷,从而使水泥强度降低。在柠檬酸改性硫氧镁水泥中掺入碳纳米管进行电学性能实验,结果表明,CNT1掺量为0.50%时达到渗流阈值,使碳纳米管复合水泥基体的电阻率由空白试样的1.50×10~5Ω·cm降到2.63×10~4Ω·cm,大大提升了导电性能。对掺入不同掺量碳纳米管的水泥试件进行循环荷载实验来探究碳纳米管对改性硫氧镁水泥的压敏性能的影响,结果为CNT1掺量为0.50%时,复合水泥基试件的电阻变化率为0.50%,应变灵敏度为15.47,分别为空白水泥试件的1.35倍和3倍,大大改善了改性硫氧镁水泥的压敏性能。