在土木工程领域，水泥基材料因其低廉的造价和稳定的性能而成为应用最为广泛的结构工程材料。但普通水泥基材料也存在着一些缺陷，如抗拉强度偏低、韧性较差、易产生裂缝等，并由此造成了一系列的耐久性和安全性问题。为了制备高强度、高韧性的水泥基材料，许多学者将关注点放在碳纳米管(Carbon Nanotubes，CNTs)上，利用CNTs来增强水泥基材料已成为一个新的研究热点。CNTs是一种碳纳米晶体纤维材料[1]，将CNTs作为水泥基复合材料增强体，复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，在力学性能增强的同时，还赋予它良好的耐久性和导电导热等功能特性，这些变化为新材料的改良设计和应用提供了坚实的理论基础和实践方向。

1 CNTs的结构及其基本性能

1991年，Iijima[1]发现了尺寸为纳米级、具有中空结构的新型碳晶体，两侧有球状的端帽封闭，截面为同心圆环，这种材料即为CNTs。CNTs的结构对其性能影响很大，按照石墨烯卷曲的层数，可将CNTs分为单壁碳纳米管(Single-Walled Carbon Nanotubes，SWCNTs)和多壁碳纳米管(Multi-Walled Carbon Nanotubes，MWCNTs)。SWCNTs是由单层石墨片卷绕而成的无缝中空管[2]，直径在0.4 ～2 nm之间。按照固定矢量(即手性矢量)的不同，可将SWCNTs分为三种类型[3]：扶手椅型(30)、锯齿型(0)和手性型(0-30)，具体如图1所示；MWCNTs是由两层及两层以上的石墨烯片层卷成的无缝同心圆柱，外径一般在几纳米到十几纳米之间，内径在半纳米到几纳米之间，层间距约为0.34 nm[4]。CNTs的比表面积值与管壁层数有很大关系，一般在50～1 315 m2/g之间[5]。

CNTs的基本性能如表1所示。除此之外，CNTs还具有独特的光学性质，如红外辐射的高敏感性、非线性光学特性及紫外辐射方面的高光学各向异性等[6]。CNTs由于具有较大的比表面积及大量的微孔，因而具有优异的储氢性能[7-9]和吸波性能[6]。

我国小学阶段语文阅读教学普遍为“灌输式”教学，即仍然以老师的讲解为主，只有少数教师会在教学过程中加入其他比如讨论式教学方式。但是当前社会对学生的要求已经改变了，传统教学模式下培养出来的学生走出校门后很难快速融入社会，时代需要更加积极主动、具有灵活性的人才。

图1 单壁碳纳米管(SWCNTs)结构示意图[10] Fig.1 Type of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) structure[10]

表1 碳纳米管(CNTs)基本性能 Table 1 Basic properties of carbon nanotubes(CNTs)

Characteriztion parametersMechanical propertiesElastic modulus/TPaTensile strength/GPaElectrical conductivity(Under certain conditions)Conductivity/(S·cm-1)Limit current density/(A·cm-2)Thermal conductivity/(W(m·K)-1)[11]Values≥150-200≥1 0001066 600

2 CNTs的分散处理

CNTs比表面积巨大，颗粒与颗粒之间具有很强的范德华力，一般呈束状缠绕，因此它在水溶液或其他溶剂中的分散性很差。Girifalco等[12]研究发现，长度为100 nm的SWCNTs之间的内聚能高达2.9 keV。CNTs的分散性是影响水泥基复合材料性能优化程度的决定性因素，一旦将未有效分散的CNTs掺入水泥基体中，不仅无法对复合材料的各方面性能起到积极作用，还有可能影响水泥的水化和后期强度的发展，甚至在团聚部位产生应力集中，导致局部裂缝的出现从而给水泥构件的服役性能带来不利影响[13-14]。因此，提高CNTs的分散性是纳米碳材料应用的重要步骤，实现CNTs的均匀分散需要满足三个条件：解除CNTs的缠绕、克服管间强大的吸附力和稳定CNTs的分散状态[15]。目前用于CNTs分散的方法主要有机械分散法、超声波分散法、电场诱导法、表面修饰法及综合法。

2.1 机械分散法

关于CNTs各分散方法的总结比较如表2所示。

图2 超声分散前CNTs的SEM图像 Fig.2 SEM images of CNTs before ultrasonic dispersion

图3 超声分散后CNTs的SEM图像 Fig.3 SEM images of CNTs after ultrasonic dispersion

2.2 超声分散法

超声分散法是利用超声发射器发出超声波并产生巨大的超声能，能量使束状团聚的CNTs空化剥落并在水溶液中分散。Konsta-Gdoutos等[20]认为要想CNTs达到良好的分散必须进行超声波处理。然而，利用超声处理的方法进行分散存在时间可逆性，Mendoza等[21]发现超声分散后的CNTs会随着静置时间的增加重新缠绕在一起，出现重聚现象。因此，他们认为在使用超声波的同时有必要使用分散剂来增加CNTs缠绕的剥离和重新团聚的时间。此外，超声分散处理对CNTs长径比的影响需要受到关注。超声波产生的高能量在一定程度上会破坏CNTs的结构，降低长径比，进而影响CNTs的桥接作用，减弱它们对水泥基材料的增强效果。Mendoza等[22]发现在损伤程度和分散程度之间的一种平衡来保证CNTs具有足够的力学性能。图2和图3[23]分别为CNTs超声分散前后的SEM图像。

2.3 电场诱导法

电场诱导是利用电场力和电场线的方向性来分散导电纤维的一种方法。将CNTs掺入有机溶剂中，并形成横截面积较小的溶液薄层；在薄层中埋入金属薄片或金属网格片，作为两端电极；对电极施加一定的直流电或交流电场，使CNTs电偶极化，成为电偶极子；在电场力的作用下，电偶极子将产生规律性运动，最终趋于电场线方向排布[24]。该方法不仅能让CNTs均匀分散在有机溶剂基体中形成导电网络结构，还能制备出具有良好传导性的碳纤维复合材料。Martin等[25]成功利用电场诱导法将MWCNTs分散于环氧树脂基体中，得到了导电性能优异的复合材料，同时还发现施加交流电比施加直流电更能获得一致的分散效果。

2.4 表面修饰法

表面修饰法是指通过物理、化学等手段改变纤维的表面结构和物理化学性质，提高其活性，进而增强其与其他物质的溶合性，达到均匀分散的效果。该方法在CNTs分散中发挥了举足轻重的作用，是CNTs研究中最重要的内容。表面修饰的方法分为两大类：物理修饰法和化学修饰法，其中化学修饰法又可分为共价化学修饰法和非共价化学修饰法[26-30]。

2.4.1 物理修饰法

CNTs的表面物理修饰法是通过超声、球磨、微波、紫外光照射等物理方式来改变CNTs表面结构和物理性质，进而提高其在各种溶剂和物质中的分散性。其中，球磨处理本身就能通过物理方式来提高CNTs的分散性，若在球磨过程中加入添加剂，可以进一步在CNTs表面引入一些官能团，达到更加有效的分散效果。因此，物理修饰法是一种将化学和机械相结合的一种分散方法[18]。

上述研究均主要是通过CNTs增强水泥基材料宏观性能的测试来揭示CNTs对水泥基材料水化速率的影响。也有相关学者尝试从微观机制角度解释CNTs加速水泥水化速率的原因。

判断矩阵的一致性检验，得到了矩阵偏离一致性指标，判断矩阵的平均随机一致性指标RI值。对于1～9的判断矩阵，RI值分别为1.00，2.00。

2.4.2 共价化学修饰法

CNTs的骨架主体由大量的六元环构成，但也存在少量的五元环、七元环和富勒烯突起等缺陷结构，这些部位曲率大，反应活性较高。因此通过对CNTs表面进行氧化或者引入有机官能团可以使改性基团以共价键的形式与CNTs结合，起到修饰的作用，即共价化学修饰法。已有研究表明：一些极性基团如—COH和—COOH能提高CNTs在水中的湿化能力；通过共价化学修饰将这些基团覆盖在CNTs表面不仅能提高其在水泥基体中的分散性，而且能与水化硅酸钙(C-S-H)和Ca(OH)2反应使纤维和水泥基体产生很强的共价力[31]。利用H2SO4和HNO3的混合溶液来处理CNTs是最常用的修饰方法。强酸环境下，来自酸的氧原子和CNTs的尾端、弯曲以及缺陷部位的碳原子反应，CNTs端部被打开，反应的位置活性进一步提高。虽然这会带来CNTs局部的结构破坏，但与活性基团结合的CNTs在静电斥力作用下更易在水溶液中分散，同时CNTs中的杂质被清除[32]。

2.4.3 非共价化学修饰法

非共价修饰法是通过表面活性剂分子包裹或吸附在CNTs表面的方式来修饰CNTs表面，不会对CNTs的结构造成损伤，也不会损害CNTs的机械性能和电子结构。表面活性剂有离子型和非离子型两种。离子表面活性剂的两性分子能吸附并包裹在CNTs表面，疏水链吸附CNTs，亲水基团与极性溶液分子产生静电排斥，分散团聚的纤维；非离子表面活性剂与CNTs之间的π-π键有较强作用力，能包裹在CNTs表面，减弱管间的范德华力，达到分散CNTs的目的。很多研究先利用表面活性剂将CNTs分散在水溶液中，然后将分散溶液与水泥混合，以此将CNTs分散在水泥基材料中[22]。但存在的问题是，许多表面活性剂能将CNTs分散在水溶液中，却与水泥水化不兼容，导致水泥水化延缓、在胶体中引入空气、与其他添加剂反应造成CNTs再次团聚等问题[33]。因此，运用非共价修饰法分散CNTs时需要选择合适的表面化活性剂。

根据试验数据和图1可知，由最后一级破坏荷载作用时的曲线，得出孔隙水压、时间和应力共同作用使得强度参数变化，可以求出强度参数中的C和φ值，关于孔隙水压pw，时间t和应力σ1、σ3之间关系见表2。

2.5 综合分散法

采用单一的方式来分散CNTs往往不能取得最理想的分散效果，还容易造成分散后的CNTs再次团聚。因此，运用多种方法配合的方式能使CNTs的分散效果更加明显，还能提高分散效率，缩短分散时间[15]。超声波分散法由于分散后稳定性差，容易再团聚，很少作为独立的方式来分散CNTs。在众多研究中，强酸氧化、表面活性剂修饰等方法会和超声波法结合使用[34]。而这其中，表面活性剂与超声波结合的分散方法被认为是分散CNTs最合理的方式，由于该方式对原始CNTs的损伤最小，而且能耗低、可控性高[35]。如Sobolkina等[36]将不同形态CNTs与离子/非离子表面活性剂和超声分散方式配合，Rhee等[37]将球磨与表面活性剂结合。

机械分散法是利用机械摩擦、碰撞、粉碎等方式对CNTs施加较大剪切力以达到分散效果的方法。机械分散法主要有两种：高速球磨和机械搅拌。高速球磨法是粉碎固体常用的方法，球磨过程中能产生极大的剪切力，如果在惰性气体保护下用以分散CNTs，可以将CNTs打断，增加其表面积，从而达到一定的分散效果。Pierard等[16]采用高能球磨法制备了存在开口的短CNTs。Liu等[17]研究了球磨处理后的CNTs的储氢性能，结果表明，分散后的CNTs储氢性能提高了六倍以上。机械搅拌是一种在液体中分散颗粒和粉末的最常用方法，它主要借助了液体剪切与机械混合作用实现对混合物的分散。机械搅拌的分散效果可以通过搅拌速率、搅拌头的形状和大小以及搅拌策略来控制，对于分散困难的物质也常采用转速达到千转以上的高速剪切混合机来进行分散[18]。Sandler等[19]通过2 000 r/min 的机械搅拌成功将CNTs分散在环氧树脂中，大大提高了环氧树脂的导电性。但是机械分散毕竟只是在宏观上的分散方式，可以将CNTs团聚体分散于介质中，对CNTs团聚体本身并不能达到明显的分散效果，还会对CNTs的结构造成破坏，大大减小CNTs的长径比，影响其在水泥基体中的优化作用。

3 CNTs/水泥基复合材料的性能

3.1 CNTs/水泥基复合材料力学性能

3.1.1 强 度

许多研究表明，掺入CNTs的水泥基复合材料的抗压和抗弯强度均有显著提高。表3给出了一些已有的强度测试结果。由表3可知，在水泥净浆或砂浆中掺入CNTs，其抗压和抗折强度均有不同程度的提高。显然，掺入CNTs对水泥基材料强度的增强效果显著。

表2 CNTs各分散方法的比较 Table 2 Comparison of the dispersion methods for CNTs

Dispersion methodPrincipleAdvantageDisadvantageMechanical dispersionCauses dispersion using the shear force generated by mechanical meth-odLess requirements for apparatus, and sim-ple operationBelongs to macroscopic dispersion and has poor dispersion effect; Brings some damages to the fiberUltrasonic dispersion Makes use of impact and high tem-perature created by ultrasonic wave to cavitate the agglomerated fiberIt is a microcosmic method; It can achieve multiple effects, produce high shear force and open the internal dangling bondNeeds special ultrasonic apparatus; Breaks the fiber easily and reduces the length; Re-agglomerates again after dispersionElectric field induction Disperses fibers by electric field forceDisperses fibers along the direction of e-lectric field line; The composites with good conductivity can be obtainedNeeds complex equipment and instru-ment; The dispersed state cannot be maintained after the removal of electric fieldCovalent chemical modificationMakes use of the inherent structural defects of fibers, introduces modifi-cation functional groups to enhance the reactivity and wettability by chemical methodsDisperses agglomerated fibers inherently and produces a good bonding force be-tween the hydration products and fibers; Eliminates impurities and provides condi-tions for further reactions between fibers and other substancesInvolves strong corrosive chemicals, such as strong acid; Complicated ex-traction operation; Cause a certain damages to the fiberNon-covalent chemical modificationUses surfactants to reduce the Van der Waals’ force between fibersNo damages to the structure, mechanical properties, and electrical properties of the fiber; Has a good dispersion effectIncompatibility between surfactants and cement matrix, which can affect the hydration reaction of cement matrixIntegrated dispersion method Comprehensive application of aforementioned methodsImproves the dispersion efficiency and re-duces the dispersing timeRequires a variety of dispersing meth-ods

表3 CNTs/水泥基复合材料的强度测试 Table 3 Strength test of CNTs/cement-based composites

CompositesContent/wt%MWCNTsSWCNTsCompressive strengthincrement/%Flexural strengthincrement/%AuthorsCement paste0.08Certain0.10.080.02——————4015—1043.38Improved40409.3Wang[38]Sobolkina[36]Xu[39]Konsta-Gdoutos[40]Wang[41]Cementmortar0.5——0.119232517Li[42]Parveen[43]

3.1.2 弹性模量

弹性模量是评价材料力学性能的重要指标。研究显示，CNTs本身的弹性模量在2.8～3.6 TPa之间[44-46]。当CNTs掺入到水泥材料中时，可显著改善水泥基材料的弹性模量。

Konsta-Gdoutos等[47]分别将不同掺量的CNTs掺入到水泥砂浆中，然后比较研究砂浆的拉伸和压缩弹性模量。实验中，CNTs的掺量分别为0.1wt%和0.5wt%。实验结果如图4所示。掺入CNTs的水泥砂浆试件的拉伸和压缩弹性模量均比对照组高，掺量为0.1wt%的CNTs弹性模量是对照组的2倍。

Konsta-Gdoutos等[20]在水泥基复合材料中掺入0.048wt%和0.08wt%的CNTs，两种类型CNTs分别为长类CNTs和短类CNTs，实验探讨了掺加CNTs的水泥基复合材料的弹性模量。实验结果如图5所示，对于0.048wt%含量而言，长类CNTs水泥基试件弹性模量更高，对于0.08wt%含量而言，短类CNTs水泥基试件的弹性模量有较大程度的提升。

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图4 CNTs掺量对CNTs/水泥砂浆模量的影响 Fig.4 Effect of CNTs percentage on the Young’s modulus of CNTs/cement mortars

图5 CNTs种类对CNTs/水泥基复合材料弹性模量的影响 Fig.5 Effect of CNTs type on the Young’s modulus of cementitious composites reinfored with CNTs

3.1.3 影响因素

根据前文所述，CNTs增强水泥基材料的力学性能受到诸多因素的影响，其中影响较直接的有：CNTs的分散效果、掺量和种类。

CNTs在水泥基材料中的分散效果是影响其性能发挥的重要因素。在水泥基复合材料中，CNTs良好的分散状态能够显著改善复合材料的抗压和抗折强度。CNTs的分散受诸多因素的影响，如分散方法的类型、分散剂的种类及浓度等。一般CNTs的分散方法主要有表2所介绍的五种。Li等[42]使用了表面修饰的分散方法，即用H2SO4和HNO3的混合溶液处理MWCNTs，然后再掺入到水泥基复合材料中，研究复合材料的抗压和抗折强度。在经过28天的养护后，测得含CNTs(掺量为0.4wt%)试件的抗压和抗弯性能分别增加了19%和25%。Luo等[48]研究了增强水泥基复合材料中表面活性剂对MWCNTs的分散性和分散稳定性的影响。试验中使用了由五种不同的表面活性剂单掺和多掺组成表面活性剂溶液。五种表面活性剂分散后的结果表明，SDBS&TX10复掺组成的分散剂分散效果和分散稳定性最好，同时对复合材料抗压强度和抗弯强度的增强也最明显。Wang等[29]将MWCNTs表面进行处理，并用阿拉伯树胶分散MWCNTs，制得均匀稳定的CNTs悬浮液并掺加到硅酸盐水泥中。TEM和EDS观测发现，MWCNTs在水中和水泥基中分散良好，同时水泥基复合材料的抗压强度和抗弯强度均有明显改善。Parveen等[43]使用聚醚类物质(一种新的表面活性剂)分散SWCNTs，这种分散剂可以缩短分散步骤，并且可使分散效果更加明显。养护56天后的实验结果表明，复合材料的抗压强度和抗弯强度分别增加了19%和7%，弹性模量、断裂能和韧性均高于普通砂浆制得的试件。

(1) Terminal voltage of shaded cells in 11 shading cases

CNTs水泥基复合材料的力学性能与CNTs的掺量密切相关。研究表明[29，40]，CNTs的掺量存在一个最佳值，当掺量低于最佳值时，复合材料的力学性能随着掺量的增加而增强，当掺量超过最佳值时，CNTs反而会减弱复合材料的力学性能。这是由于CNTs的过大掺量影响了其在水泥基材料的分散程度，进而导致了复合材料力学性能降低。Konsta-Gdoutos等[40]用短MWCNTs做了三组实验，其中MWCNTs的掺量分别为0.048wt%、0.08wt%和0.10wt%。经测试，复合材料的抗压强度和抗弯强度在掺量为0.08wt%时有最大值。同时用长MWCNTs也做了三组实验，发现有相似的规律。总体比较来看，掺加长MWCNTs的复合材料的强度弱于掺加短MWCNTs的复合材料。Wang等[29]用阿拉伯树胶分散MWCNTs，并用不同掺量的MWCNTs做了五组实验，试验中，MWCNTs的掺量分别为0.05wt%、0.08wt%、0.10wt%、0.12wt%、0.15wt%。实验结果如表4所示。当掺量在0～0.10wt%时，抗压强度随MWCNTs的掺量增加而逐渐增强，当掺量在0.10wt%～0.15wt%时，抗压强度随MWCNTs掺量增加而逐渐降低。抗折强度与MWCNTs的掺量之间也具有相似的规律，当掺量在0～0.08wt%时，抗折强度随MWCNTs的掺量增加而逐渐增强，当掺量在0.08wt%～0.15wt%时，抗折强度随MWCNTs掺量增加而逐渐降低。掺量过大时，还有可能导致抗压和抗折强度降低，因此要使CNTs对水泥基材料产生最佳的增强效果，应慎重选择CNTs的掺量。

表4 养护28天后不同含量的MWCNTs/水泥净浆试件力学性能 Table 4 Mechanical properties of different MWCNTs/cement pastes after 28 days curing

Content/wt%Mechanical properties(28 days)/MPaCompressive strengthIncrementFlexural strengthIncrement077.43 —10.99 —0.0582.87 7.0311.65 6.010.0883.08 7.3015.7643.380.1084.50 9.1514.9636.120.1280.79 4.3413.1319.470.1573.04-5.6710.48-0.05

近年来，大量的实验和研究已经表明，极少掺量的CNTs就能够显著提高水泥基材料的力学性能。为了进一步了解和解释CNTs对水泥基材料性能提高的机制，对CNTs水泥基复合材料的水化与微结构特征的研究是必不可少的。

除了CNTs的掺量和分散性能之外，CNTs的种类对水泥基材料力学性能的改善也有重要的影响。Sobolkina等[36]采用2种不同的CNTs(一种单/双/多壁混合CNTs，另一种定向排列掺N多壁CNTs)，利用表面活性剂和超声分散方法分散后将其掺入到水泥浆体中，研究其对抗压强度的影响。图6为CNTs种类对抗压强度的影响。可知，在分别使用分散剂十二烷基硫酸钠(SDS)和Brij35含量为0.05%情况下，前者的抗压强度大于后者。

图6 CNTs种类对CNTs/水泥基复合材料抗压强度的影响 Fig.6 Effect of CNTs type on the compressive strength of cementitious composites reinfored with CNTs

3.1.4 强化机制

目前的研究显示，CNTs增强水泥基材料的机制主要有以下几个方面：(1)填充作用。水泥基材料为多孔材料，CNTs由于其本身尺度较小，可以在硬化水泥浆体中起到填充的作用。通过压汞法等研究[50-53]显示，在水泥基材料中掺入CNTs，可使材料的孔隙率明显降低，孔径分布更加均匀，从而增加水泥基材料的堆积密度，并改善其力学性能；(2)桥接作用。Xu等[39]和Parveen等[43]通过SEM观测到：在水泥基材料中，CNTs呈网状结构分布。在细微裂缝之间，它们起到一定的桥接作用(如图7和图8所示)，这抑制了水泥基复合材料内部微裂缝的发展，进而提高了抗弯强度和弹性模量等力学性能；(3)成核作用。Keriene等[54]的研究显示，在水泥硬化的过程中，MWCNTs具有一定的成核作用，会影响水泥的水化进程和水化产物的微观结构，使胶结材料的结晶度提高，最终影响复合材料的抗弯强度和抗压强度。Konsta-Gdoutos等[40]用纳米压痕方法发现，掺入CNTs可以提高硬化水泥浆体中C-S-H凝胶体的含量，有利于复合材料强度的提高。

图7 CNTs桥接裂缝显微图像 Fig.7 Microscope image of CNTs’ bridge in cement crack

图8 MWCNTs/水泥基复合材料养护28天后FESEM图像 Fig.8 FESEM images of cementitious composites reinfored with MWCNTs after 28 days curing ((a), (b) 0.08wt% MWCNTs/Cement samples；(c), (d) 0.10wt% MWCNTs/Cement samples)

3.2 CNTs/水泥基复合材料水化和微结构特征

Morsy等[49]研究了纳米高岭土(NMK)和MWCNTs掺量对水泥浆的综合影响。在五组试验中，NMK的掺量相同，MWCNTs的掺量分别为0wt%、0.005wt%、0.02wt%、0.05wt%、0.1wt%。实验结果表明，在CNTs含量达到0.02wt%以前，复合材料的抗压强度随其含量增加而增大，其含量到达0.02wt%之后的抗压强度逐渐减小。

3.2.1 水化的影响

在CNTs对水泥水化过程的影响方面，学者的研究结果并不一致，一些学者认为CNTs的存在能促进水泥基材料的水化速度，也有学者认为CNTs对水泥基材料的水化没有较大影响。部分学者通过各种试验测试发现，CNTs能促进水泥基材料水化速度，并认为其原因是CNTs在水泥水化过程中能起到成核剂的作用，加快水化产物结晶过程，进而加快整体的水化进程。水泥基材料的早期宏观性能发展过程与其水化过程密切相关，因此通过各种宏观性能(水化放热、凝结时间、力学性能、早期收缩等)试验，能够直接揭示CNTs对水泥基材料水化速率的影响。

Cui等[55]在微胶囊相变水泥基材料中添加CNTs来提高复合材料的热存储效率和机械强度。该研究的其中一项是通过测量不同CNTs掺量的微胶囊相变水泥基材料在最初48小时内的水化热来研究CNTs对水泥基材料水化速度的影响。结合研究结果，学者认为，水泥基材料的水化过程有快速溶解、第一次加速、休眠、加速、第二次减速和缓慢持久反应6个阶段，如图9所示。前3个小时，CNTs对水泥基材料的水化没有产生明显影响；第3个小时开始，第一次水化加速开始，水化热主要来源于C3S水化及C-S-H和钙矾石的形成，此时CNTs的存在加速了水化速率，其中1wt%CNTs掺量的水泥基复合材料水化速率最快。进一步显微观察发现，水泥的水化产物紧密附着在CNTs表面。由此认为，CNTs能分散水泥颗粒，并为水泥水化产物提供成核点。

如今，微课的设计绝大多数都是对教材中知识点的教授，还滞留在对学生采取知识灌溉的方式上，然而微课的作用绝不止在于此。微课的时间很短，但是使用微课的最终目标是希望做到事半功倍，以小见大。所以，教师必须从简洁的授课型微课入手，渐渐向启发型、探究型的教学模式发展。想要做到这一点，教师在使用微课之前，就要做好充实的资料收集与课前准备，以便能够科学有效地权衡探究型活动和师生互动使用的微课时间。

Zhao等[56]研究了CNTs对硅酸盐水泥力学性能的影响。结果表明，水泥净浆的凝结时间随着CNTs掺量的增加而缩短；XRD分析表明，CNTs的掺入提高了水泥净浆的水化程度，增加了C-S-H的生成量，并降低了CH的结晶度。

图9 不同CNTs掺量CNTs/水泥基材料水化热曲线 Fig.9 Hydrothermal curves of cement-based composites with different CNTs contents

1）秋季果园深翻，以改善土壤理化性状、增加土壤团粒结构、增强土壤通透性、改变果树根际周围土壤养分构成，利于根系对钙等中微量元素的吸收，预防苦痘病的发生。

Makar等[57]在2005年首先提出了关于SWCNT掺入水泥基材料能加速水泥基材料早龄期水化过程的理论，并在研究中利用维氏硬度来评估CNTs对水泥基材料早期水化的影响，结果表明：SWCNTs加快了水泥基材料的水化过程，缩短了终凝时间。Makar等认为，这是水泥颗粒和CNTs之间的极化和吸附作用导致的，CNTs的纳米尺寸效应为水化产物提供了成核点。随后，Makar等[58]通过进一步研究发现，SWCNTs促进了C3S在普通硅酸盐水泥中的水化反应，影响了C3A和C3S最初的水化产物的形态，SWCNTs对于C3S的水化产物起到了成核剂的作用，碳纤维的表面迅速被C-S-H包裹，形成较强的界面粘结力，这是SWCNTs能够增强水泥基材料力学性能的直接原因。Petrunin等[59]研究了CNTs对水泥基体结构形成的影响，通过基于Rietveld方法的X-射线分析和密度泛函理论计算提出了CNTs增强水泥基体水化过程的假设。研究指出，在水泥的水化过程中，OH-、Ca2+ 、CaOH-和离子沉积在水泥颗粒表面形成一层由C-S-H凝胶和嵌入式Ca(OH) 2 晶体组成的薄层。随着时间的推移，该层的厚度增加，离子通透性降低。C-S-H凝胶和Ca(OH) 2晶体的形成是在Ca2+离子浓度超过饱和极限时发生的。而CNTs对于系统水化的影响是由于CNTs表面吸附了额外的Ca2+离子，致使水化加快，C-S-H凝胶和Ca(OH) 2晶体在Ca2+离子过饱和的区域形成。水化产物在CNTs表面零星的形成有助于固-液相之间的离子交换，加速新物相的发展。尤其当使用功能化带含氧基团的CNTs时，该影响会更加明显。因此，CNTs在水泥基体中扮演了水化产物结晶中心的角色来增强水化过程。

除CNTs会加速水泥水化速率这一观点外，有部分学者根据其试验结果，得到了不同结论。他们认为CNTs的存在对水泥的水化过程没有显著影响。Amin等[60]在研究CNTs-废弃粘土砖复合水泥的耐火性和力学性能的过程中，利用XRD、DSC和SEM等表征手段试验发现，CNTs对纯普通硅酸盐水泥及废弃粘土砖/普通硅酸盐水泥混合物的水化没有影响。施韬等[23]通过傅里叶红外光谱分析对CNTs改性水泥基复合材料早龄期的水化过程进行了表征。研究发现在8～12 h龄期时，CNTs改性试样与空白试样在800～1 025 cm-1处的特征峰迁移速度未出现明显差别，由此认为，CNTs对硅酸盐水泥的早龄期水化反应没有影响。

3.2.2 微结构的影响

在CNTs对水泥基材料微结构的影响方面，学者们的研究获得了一致的结果。大量研究结果表明[20，50，61]：CNTs改性水泥基复合材料在显微镜下可以观察到CNTs桥接在水泥基体的空隙中，并很好地填充了水泥基体中的裂缝和孔隙，使水泥基体孔隙率减少，试件变得密实。此外，CNTs有成核剂的作用，大量水化产物在其表面生成，因此CNTs和水泥基体之间具有良好的粘接性能。但是由于CNTs本身抗拉强度远高于界面粘结强度，因此当CNTs增强水泥基材料发生开裂时，显微镜下能观察到CNTs的拔出现象。由此认为，CNTs的存在能够传递水泥基体中裂缝和孔隙等薄弱部位的应力，延缓裂缝的形成和发展。但是，如果将分散性差或者过多的CNTs掺入水泥基材料中，又会由于CNTs的团聚造成水泥基体中形成大的空洞，使增强效果适得其反[61]。

艾滋病对人体身心健康危害极大，HIV病毒对机体免疫系统进行攻击，主要攻击目标为CD4+淋巴细胞并进而导致机体丧失抵抗力和免疫力，具有很高的致死率[1] 。因此，及早进行病情诊断和干预有助于阻断疾病传染并改善咨询者预后。此次研究旨在探讨在我中心接受艾滋病抗体检测的咨询者应用酶联免疫法的应用价值，分析如下。

众所周知，浇筑成型以后的水泥基材料在早龄期会由于水化反应出现化学收缩、水泥浆体内部相对湿度降低等现象，进而引起硬化水泥浆体的自收缩[64]。自收缩导致水泥构件体积的变化是由于水泥水化时产生了较大的自收缩应力，其与早龄期水泥基体中微孔隙的数量成正比[65]。而如前文所述，CNTs的掺入能够在水泥基体的孔隙或裂缝之间发挥桥接作用，填充水泥基体中的微小孔洞。这种填充效应减弱了水泥基体中的毛细应力，使自收缩应力值降低，从而抑制了水泥早龄期的自收缩。Konsta-Gdoutos等[40]测试了CNTs/水泥基复合材料试件在成型后6～96 h之间的自收缩情况，水泥基体中分别掺入了质量比为0.025%和0.048%的长度较大的MWCNTs。实验结果显示，MWCNTs有效抑制了水泥浆体的自收缩，且随着MWCNTs掺量的增加，自收缩值降低。Blandine等[66]报道了CNTs和CNFs两种材料对硬化水泥浆体自收缩的影响。实验结果表明，CNTs和CNFs均能起到抑制水泥浆体自收缩的作用，但自收缩值降低的程度受到纳米纤维直径、长度、类型及掺量的影响，0.01wt%的CNTs能够降低水泥基体50%的自收缩。

Chaipanich等[62]运用SEM显微技术研究了CNTs掺量分别为0.5wt%和1wt%情况下粉煤灰-水泥复合胶凝体系的微观结构。结果显示：CNTs与水泥水化产物的粘结性能良好，能够填充在C-S-H和钙矾石之间的孔隙中，同时发挥桥接和填充的作用，提高复合基体的密实度。Chaipanich等还研究了高掺量的MWCNTs对水泥基材料孔隙性质和微结构的影响。实验中MWCNTs掺量大于水泥质量的百分之一，水灰比为0.5。分析指出，MWCNTs能填充水泥水化产物中的空隙，让孔隙率降低，获得更密实的微结构。

综上所述，掺入CNTs能够增强水泥基材料弹性模量，增强效果与CNTs掺量及CNTs结构有关系。

Fakhim等[63]利用场发射电子显微镜观察发现CNTs增强水泥基材料中MWCNTs桥接在裂缝中，也发现了一些破裂的纤维，这说明MWCNTs受到过很强的应力，因此水泥基材料机械性能增强的关键是MWCNTs的合理分散，而不仅仅是MWCNTs与水泥基体的粘结。压汞试验测试了水泥基复合材料的孔径特点，结果认为，MWCNTs掺量在0.1%～0.3%的水泥基材料抗渗性最强，过多的MWCNTs反而会由于团聚造成大的空洞。

3.3 CNTs/水泥基复合材料变形性能

Li等[42]在21世纪初就开展了关于CNTs/水泥基复合材料力学性能和微结构方面的一系列研究。其研究中对比分析了CNTs和碳纤维对水泥基材料的力学性能和微结构的影响，结果表明：虽然CNTs和碳纤维都能在水泥基材料中起到桥接的作用，但CNTs与水泥水化产物之间的粘接性能良好，而碳纤维与水泥水化产物之间产生了薄弱界面。更明显的差别在于水泥基复合材料的孔隙率方面，掺入CNTs的水泥基材料孔隙率和总的孔隙体积都显著减少，孔径得到细化；掺入碳纤维的水泥基材料孔隙率和大孔的比例则显著增加。当CNTs掺量为0.5wt%时，CNTs水泥基复合材料的孔隙率为10.8%，较空白试件下降了64%；而掺量同为0.5wt%的碳纤维水泥基复合材料的总孔隙率为23.4%，较空白试件增加了31%。这一结果与CNTs水泥基复合材料的力学性能提升和碳纤维水泥基复合材料的力学性能下降的结果相吻合。

3.4 CNTs/水泥基复合材料耐久性能

耐久性是水泥基材料应用中备受关注的问题，关乎各类建筑物与构筑物的安全和使用寿命，主要包括抗冻融破坏、抗侵蚀、抗碳化等。CNTs在提高水泥基材料耐久性上存在理论可行性。水泥基材料耐久性的影响因素众多，而最主要的因素是水泥基体的孔隙率和孔隙特征。CNTs具备对微孔填充的效应，能有效改善和优化水泥基材料的孔隙率和孔隙结构。另外，CNTs增强水泥基材料的强度和密实度同样能够减少水泥基材料的磨损和渗透性，达到提高耐久性的作用[67]。然而，目前对于CNTs增强水泥基复合材料耐久性的研究仍然比较缺乏，且研究成果并不完全一致。

第一轮，比赛开始，我瞅了一下台下的观众和评委，一个老头子向柳如是抛媚眼，他的牌子上写着钱谦益三个大字。还有一个黝黑的汉子盯着陈圆圆流口水，他身边站着好几个保镖，难不成是李自成。我被自己的揣测震惊。这种复杂的情况超出我的计划，人家就想勾搭一下杨公子来着，万一被李自成看上，以后祸国殃民的就不是陈圆圆，变成我啦，那对不起列祖列宗，对不起CCTV、MTV，对不起我七舅姥爷的二姨父……我心里默默地念叨着。

部分学者认为，CNTs对水泥基材料的耐久性起到了优化的作用。Li等[68]研究了CNTs增强水泥基材料在干燥和冻融环境下的力学性能。数据显示：在干燥和冻融环境下，MWCNTs使水泥基材料的力学性能和物理表现有不同程度的提高，其中干燥条件下，水泥试件的失水率降低了13.3%，干燥收缩降低了31.9%，抗弯和抗压强度也都明显提高；冻融循环环境下，水泥试件的强度得到增强，并且随着冻融次数的增加，强度损失并不明显。Cwirzen等[69]研究了CNTs对水泥砂浆在冻融循环后的强度和残余累计应变的影响。测试砂浆水灰比为0.5，掺入0～2.9%的CNTs，通过高效减水剂和超声波进行综合分散。抗冻性累计应变显示：掺入CNTs的砂浆只轻微降低了累积应变。学者分析认为，要想发挥CNTs出众的力学性能，水泥基体必须非常均匀，从而让应力有效传递，在水灰比较大的情况下，CNTs对抑制冻融循环产生的裂缝效果不明显，有待继续研究。另外，Han等[70]发现MWCNTs能降低水泥基材料的吸水性、透水性和透气性；赵晋津等[71]、刘帅[13]和王梦博[41]发现CNTs降低了水泥基材料的渗透性，减轻了有害离子的侵蚀。

另一部分学者则得到了不同的结论。Alafogianni等[72]针对CNTs改性水泥砂浆的耐久性研究设计了加速氯离子渗透试验，该试验在原有渗透实验标准的基础上进行改进，加速渗透过程。试验结果表明：CNTs对水泥砂浆的抗氯离子渗透性能没有太大的改善。Maria等[73]同样发现，CNTs的掺入使水泥基材料的孔隙率略微提高，导致水泥基体碳化后的性能降低程度增加，促进氯离子的侵入。产生这一结果的原因可能是作者在水泥基体中掺入了过量的CNTs。因此，CNTs对水泥基材料耐久性的影响需要进一步的研究和探讨。

3.5 CNTs/水泥基复合材料导电性能和导热性能

3.5.1 导电性能

CNTs由于自身的特殊结构，拥有优良的导电性，因此将CNTs掺入到水泥基材料中可以显著改善水泥基复合材料的导电性能。Luo等[74]发现CNTs掺量为2wt%的水泥基复合材料的电阻率为1.83 kΩ/cm，比普通混凝土下降了99.8%。Cha等[75]发现CNTs水泥基复合材料的电阻主要源自于CNTs固有电阻和CNTs之间的接触电阻。在荷载作用下，由于CNTs具有超高强度和刚度，几乎不变形，因此其固有电阻不会发生改变；而接触区域的CNTs之间的间隙将减小，并发生电隧穿，从而导致接触电阻降低。这就将复合材料的电阻与受到的荷载联系在一起。Luo等[76]对CNTs水泥基复合材料在荷载循环作用下进行研究，同样发现了压阻效应(电阻率对施加应力的变化)。这种压阻效应使混凝土自身变成了传感器，可以对自身内部应力、应变和损伤变化的程度进行感知，从而对自身进行结构健康监测，实现建筑结构的智能监控。

研究者们针对影响压阻效应灵敏度的各种因素进行了大量研究。Mohamed[77]研究了SWCNTs的掺量对水泥基复合材料电阻值的影响，研究表明，在直接拉伸荷载作用下，掺量为0.5wt%和1wt%的两组材料的电阻值在初期均表现出了线性增长的关系，但随着荷载的增大，这种线性关系被打破，SWCNTs掺量为1wt%的水泥基复合材料具有了很高的机敏性(如图10所示)。Cha、Kim、Zhang等[78-80]对CNTs掺量、孔隙中含水率、水灰比等因素进行了研究，发现CNTs/水泥基复合材料压阻灵敏度随着CNTs掺量的增加先增大后减小，降低水灰比有利于改善压阻特性。Cha等[78]还研究了CNTs羧基官能团化对水泥基复合材料压阻灵敏度的影响，发现官能团化的CNTs能使灵敏度提高150%。Sun等[81] 研究了MWCNTs不同分散处理时间下(15 min、30 min、45 min)水泥基材料的机敏性能，研究显示在相同的养护龄期下，CNTs分散时间为45 min的复合材料的机敏性最好，且随着养护时间的增长和孔隙中含水率的减少，材料的电阻率明显增加。牛建伟等[82]利用数值模拟分析研究了CNTs长径比对电阻率的影响，发现长径比相较于增大直径，CNTs间更容易产生相互接触形成导电网络，从而使复合材料的有效电阻率下降。此外，对CNTs的一些特殊处理方法和对非传统水泥基材料影响的研究，也受到了学者的重视。Loh等[83]改变了直接将CNTs分散在水泥基材料中的方法，而是将MWCNTs乳液涂抹于砂粒表面，然后将砂粒与水泥复合制成标准砂浆试件。试验结果表明，这种水泥基复合材料的电阻同样会随着所施加的应力发生变化，并表现出很强的机敏性。Li等[84]将CNTs用H2SO4和HNO3的混合溶液处理后再添加到水泥基材料中，研究发现酸化处理的CNTs比未处理的CNTs更好的提高了水泥基复合材料的机敏性(如图11所示)。Yu等[32]研究了CNTs/水泥基复合材料作为工程结构中压力传感器的压阻性能，发现表面活性剂能阻滞CNTs的接触，从而影响复合材料的压阻效应。 Kim等[85]研究了硅灰对CNTs/水泥基复合材料导电性的影响，发现适量的硅灰，可以使CNTs有效的分散的在水泥基体中。研究[86]还发现CNTs水泥基复合材料的电导率与所含NaCl的含量有很大关系，因此可以利用CNTs来对混凝土结构中氯离子的渗透进行监测。

图10 拉伸状态下纳米复合材料的典型响应 Fig.10 Typical response of nanocomposites under monotonic direct tensile loading

图11 循环压力作用下CNTs/水泥基材料电阻率随时间的细微变化 Fig.11 Fractional change in resistivity vs.time of cementitious composites reinfored with CNTs under cyclic compressive loading(0-15 kN，SPCNT—Treated CNTs，PCNT—Untreated CNTs)

3.5.2 导热性能

CNTs优异的内部结构不但使它拥有了良好的导电性能，同样也使其拥有了良好的导热性能。Li等[87]研究发现MWCNTs掺量为3wt%的MWCNTs/水泥基复合材料导热系数达到2.83 W/(m·K)。将其应用于水泥基材料中可以提高复合材料的导热及储热性能，并实现对混凝土结构的温度监测。

(2) 车站结构的最大弯矩、最大轴力和最大剪力值分别为2 335 kN·m、3 953 kN和1 299 kN，满足断面配筋承载能力要求。

Han等[88]将CNTs添加到胶囊相变水泥基复合材料中发现能提高其热传导率，使材料拥有更好的保温性能，这表明改进后水泥基复合材料的储热性能可以得到显著提高。Xu等[89]研究发现，在石蜡/硅藻土相变材料(PCM)中加入0.26wt%的MWCNTs，并不影响相变水泥基复合材料的热稳定性和化学相容性。但可以使相变水泥基复合材料的热储存性得到很大提高，其热传导率甚至可提升42.45%，实验结果如图12所示。

Qin等[90]对CNTs/水泥基材料的温度敏感特性的评价结果表明，高掺量的CNTs可以提高水泥浆的温度敏感性、活跃性、重复性和线性度，对混凝土结构的温度监测有着广阔的发展前景。

图12 PCM-DP600和PCM-DP600-CNTs的导热性能 Fig.12 Thermal conductivities of PCM-DP600 and PCM-DP600-CNTs

3.6 CNTs/水泥基复合材料吸波性能

由于特殊的结构和介电性，CNTs表现出较强的宽带微波吸收性能，是一种有前途的微波吸收剂。目前国内外学者对CNTs在水泥基中吸波性的研究相对较少。肇研等[91]研究了CNTs在8 mm波段的吸波性，MWCNTs具有吸波性能，而且吸波性能随着MWCNTs含量的增加而提高。Wang等[92]采用弓形法测试了不同掺量的MWCNTs和不同厚度的水泥基材料的吸波性能，发现MWCNTs能将电磁波能量转化为热能。因此，MWCNTs 掺量的增加能够提高水泥基复合材料的吸波性能。并且MWCNTs 掺量为 0.6wt%、试样厚度为25 mm的水泥砂浆能够显著吸收反射率峰值附近的电磁波。Singh等[93]同样发现在水泥基体中掺入15wt%的MWCNT在8.2～12.4 GHz波段具有了吸波性。

4 总结与展望

4.1 总 结

本文主要介绍了碳纳米管(CNTs)的基本性能、CNTs在水泥基材料中的分散方法及CNTs改性水泥基材料的基本性能。

(1) CNTs是纳米尺度上的纤维材料，具有优异的力学性能和良好的导电导热性能，在水泥基材料中的应用具有广泛前景。

(2) CNTs的分散性是影响水泥基复合材料性能优化程度的决定性因素，通过对已有分散方法的归纳总结，目前常用的分散方法有：机械搅拌法、超声波分散法、电场诱导、表面修饰及综合法等。

基于涉外专业的特点，在教材选择、课程实施、师生交流过程中适当采用汉英双语是必要的。在课程实施过程中，应该根据专业特点和学生外语水平的实际，保持商事法务能力和外语语言能力培养双重任务之间的平衡互补，相得益彰。

(3) CNTs的掺入会对水泥基材料的力学性能、水化及微观特征、变形性能、耐久性能、导电导热吸波等性能产生影响，其主要影响规律可总结如下：(a) CNTs的掺加有利于提高水泥基材料的力学性能，掺量合适时抗压强度和抗弯强度均有较大的提升。但是，当掺量过高时，反而会降低水泥基材料的力学性能。(b) CNTs对水泥水化影响的研究结果并不明确，部分学者认为CNTs的存在能促进水泥基材料的水化速度，也有学者认为CNTs对水泥基材料的水化没有较大影响。在微结构方面，CNTs和水泥基体之间产生良好的粘接性能，CNTs能够填充水泥基体中的裂缝和孔隙，使水泥基体孔隙率减少，从而使材料变得密实。同时，CNTs的存在能够传递水泥基体中裂缝和孔隙等薄弱部位的应力，延缓裂缝的形成和发展。(c) CNTs能够有效地抑制水泥基材料的早龄期自收缩变形。这是由于CNTs的掺入能够在水泥基体的孔隙或裂缝之间发挥桥接作用，填充水泥基体中的微小孔洞。这种填充效应减弱了水泥基体中的毛细应力，使自收缩应力值降低，从而抑制了水泥早龄期的自收缩。(d) CNTs对水泥基材料耐久性的影响研究比较缺乏，且研究成果并不完全一致，有些研究认为CNTs的掺加能够降低水泥基材料的渗透性，减少有害离子对材料的侵蚀，提高材料的耐久性；另外的研究则得出完全相反的结论。(e) CNTs/水泥基材料的导电性能较普通水泥材料有明显改善，并且CNTs的最佳掺量为1wt%～2wt%。掺入CNTs也可以提高复合材料的导热及储热性能，这将为变相储能材料的研究提供一种思路。并且掺入CNTs可使水泥材料具有一定的吸波性能。

4.2 存在的问题与展望

根据现有的研究成果，CNTs增强水泥基材料在如下几个方面仍需进行进一步的研究。

(1) 分散方法的改良与优化。对于CNTs的分散处理，国内外已经有了很多研究，但从目前来看，仍然存在分散效果不佳、效率低下、不易长期保存等问题。材料分散工艺和分散效果的表征有待进一步的研究。

(2) 增强机制的探讨。目前对CNTs增强水泥基材料的力学性能研究很多，所取得的成果也趋于一致，部分文献对CNTs的增强机制也进行了一定的阐述，但多以假说和推测为主，缺乏系统和深入的研究。

(3) 变形性能的研究。目前对于CNTs水泥基复合材料的变形性能研究仍然缺乏。CNTs对硬化水泥浆体的自收缩和干缩的影响是值得探讨的问题。可能的情况是CNTs能够抑制自收缩，但对干缩影响不大，但这些都需要进一步的研究。

(4) 耐久性能的研究。CNTs的掺入能够改善水泥基复合材料的微观结构，降低其孔隙率，理论上可以使复合材料的耐久性得到提升。虽然已有部分文献对相关材料的耐久性进行了研究，但结果并不统一，对于影响的因素和机制也没有系统的阐述，因此有必要在耐久性方面做更深入的研究。

(5) 材料微观尺度的研究。现有的研究包括力学性能、变形性能、耐久性能等，多集中于宏观层面，对CNTs/水泥基复合材料在微观结构下的研究较为缺乏，如微观结构下硬化水泥浆体的力学性能、界面表征等。随着现代分析测试技术的发展，纳米压痕、原子力显微镜等方法趋于成熟，新的表征方法也在不断涌现，这些都为材料微观尺度下的研究提供了支撑。

(6) 功能型材料的开发与应用。CNTs/水泥基复合材料具有导电、导热和吸波等性能，可以开发相关领域的功能型材料，应用于国防、军事、防灾减灾等领域。目前国内外相关的研究还处于起步阶段，在理论和实践上都需要进一步深入研究。

新教认为所有信徒都可以有能力通过自己阅读《圣经》而理解上帝并进而与上帝沟通，人们并不需要乞求好像高人一等的宗教“专家”——神父乃至教皇。新教贵格会甚至提出了“灵光(inner light)”思想，认为上帝是每个人心中固有的。[2]

参考文献：

[1] IIJIMA S.Helical microtubules of graphitic carbon[J].Nature，1991，354(6348)：56-58.

[2] IIJIMA S，ICHIHASHI T.Single-shell carbon nanotubes of 1 nm diameter[J].Nature，1993，363(6430)：603-605.

[3] BAUGHMAN R H，ZAKHIDOV A A，HEER W A D.Carbon nanotubes：The route toward applications[J].Science，2002，297(5582)：787-792.

[4] 姬海宁，张怀武.纳米碳管的研究与发展[J].磁性材料及器件，2001，32(4)：37-40.

JI H N，ZHANG H W.Research and development of carbon nanotubes[J].Journal of Magnetic Materials and Devices，2001，32(4)：37-40 (in Chinese).

[5] PEIGNEY A，LAURENT C，FLAHAUT E，et al.Specific surface area of carbon nanotubes and bundles of carbon nanotubes[J].Carbon，2001，39(4)：507-514.

[6] RIGGS J E，GUO Z X，CARROLL D L，et al.Strong luminescence of solubilized carbon nanotubes[J].Journal of the American Chemical Society，2000，122(24)：5879-5880.

[7] ZHANG H Y，FU X J，YIN J F，et al.The effect of MWNTs with different diameters on the electrochemical hydrogen storage capability[J].Physics Letters A，2005，339(3-5)：370-377.

[8] SUDAN P，ZUTTEL A，MAURON P，et al.Physisorption of hydrogen in single-walled carbon nanotubes[J].Carbon，2003，41(12)：2377-2383.

[9] LUXEMBOURG D，FLAMANT G，GUILLOT A，et al.Hydrogen storage in solar produced single-walled carbon nanotubes[J].Materials Science and Engineering B: Solid State Materials for Advanced Technology，2004，108(1-2)：114-119.

[10] DRESSELHAUS M S，DRESSELHAUS G，SAITO R.Physics of carbon nanotubes[J].Carbon，1995，33(7)：883-891.

[11] BERBER S，KWON Y K，TOMANEK D.Unusually high thermal conductivity of carbon nanotubes[J].Physical Review Letters，2000，84(20)：4613-4616.

[12] GIRIFALCO L A，HODAK M，LEE R S.Carbon nanotubes，buckyballs，ropes，and a universal graphitic potential[J].Physical Review B：Condensed Matter and Materials Physics，2000，62(19)：13104-13110.

[13] 刘帅.碳纳米管的分散性及其水泥基复合材料耐久性能[D].大连：大连理工大学，2015.

LIU S.Dispersion of carbon nanotubes and the durability of carbon nanotubes reinforced cement-based composites[D].Dalian：Dalian University of Technology，2015 (in Chinese).

[14] VAISMAN L，WAGNER H D，MAROM G.The role of surfactants in dispersion of carbon nanotubes[J].Advances in Colloid & Interface Science，2006，128-130：37-46.

[15] 武玺旺，肖建中，夏风，等.碳纳米管的分散方法与分散机制[J].材料导报，2011，25(9)：16-19.

WU X W，XIAO J Z，XIA F，et al.Dispersion methods and dispersion mechanism of carbon nanotubes[J].Materials Review，2011，25(9)：16-19 (in Chinese).

[16] PIERARD N，FONSECA A，KONYA Z，et al.Production of short carbon nanotubes with open tips by ball milling[J].Chemical Physics Letters，2001，335(1-2)：1-8.

[17] LIU F，ZHANG X，CHENG J，et al.Preparation of short carbon nanotubes by mechanical ball milling and their hydrogen adsorption behavior[J].Carbon，2003，41(13)：2527-2532.

[18] 赵展.碳纳米管分散性的研究[D].上海：东华大学，2014.

ZHAO Z.Research on the dispersion of carbon nanotube[D].Shanghai：Donghua University，2014 (in Chinese).

[19] SANDLER J，SHAFFER M S P，PRASSE T，et al.Development of a dispersion process for carbon nanotubes in an epoxy matrix and the resulting electrical properties[J].Polymer，1999，40(21)：5967-5971.

[20] KONSTA-GDOUTOS M S，METAXA Z S，SHAH S P.Highly dispersed carbon nanotube reinforced cement based materials[J].Cement and Concrete Research，2010，40(7)：1052-1059.

[21] MENDOZA O，SIERRA G，TOBON J I.Influence of super plasticizer and Ca(OH)2 on the stability of functionalized multi-walled carbon nanotubes dispersions for cement composites applications[J].Construction and Building Materials，2013，47：771-778.

[22] MENDOZA O，SIERRA G，TOBON J I.Effect of the reagglomeration process of multi-walled carbon nanotubes dispersions on the early activity of nanosilica in cement composites[J].Construction and Building Materials，2014，54：550-557.

[23] 施韬，杨泽平，郑立炜.碳纳米管改性水泥基复合材料早龄期水化反应的傅里叶红外光谱[J].复合材料学报，2017，34(3)：653-660.

SHI T，YANG Z P，ZHENG L W.FTIR spectra for early age hydration of cement-based composites incorporated with CNTs[J].Acta Materiae Compositae Sinica，2017，34(3)：653-660 (in Chinese).

[24] 王宝民，韩瑜，宋凯.碳纳米管分散性研究进展[J].材料导报，2012，26(4)：23-25+30.

WANG B M，HAN Y，SONG K.Research progress of the disperison of carbon nanotube[J].Materials Review，2012，26(4)：23-25+30 (in Chinese).

[25] MARTIN C A，SANDLER J K W，WINDLE A H，et al.Electric field-induced aligned multi-wall carbon nanotube networks in epoxy composites[J].Polymer，2005，46(3)：877-886.

[26] IBARRA Y S D，GAITERO J J，ERKIZIA E，et al.Atomic force microscopy and nanoindentation of cement pastes with nanotube dispersions[J].Physica Status Solidi Applications & Materials，2006，203(6)：1076-1081.

[27] LUO J，DUAN Z，XIAN G，et al.Damping performances of carbon nanotube reinforced cement composite[J].Mechanics of Advanced Materials and Structures，2015，22(3)：224-232.

[28] VERTUCCIO L，VITTORIA V，GUADAGNO L，et al.Strain and damage monitoring in carbon-nanotube-based composite under cyclic strain[J].Composites Part A：Applied Science and Manufacturing，2015，71：9-16.

[29] WANG B，HAN Y，LIU S.Effect of highly dispersed carbon nanotubes on the flexural toughness of cement-based composites[J].Construction and Building Materials，2013，46：8-12.

[30] ISLAM M F，ROJAS E，BERGEY D M，et al.High weight fraction surfactant solubilization of single-wall carbon nanotubes in water[J].Nano Letters，2003，3(2)：269-273.

[31] LI G Y，WANG P M，ZHAO X.Mechanical behavior and microstructure of cement composites incorporating surface-treated multi-walled carbon nanotubes[J].Carbon，2005，43(6)：1239-1245.

[32] YU X，KWON E.A carbon nanotube/cement composite with piezoresistive properties[J].Smart Materials & Structures，2009，18(5)：055010.

[33] YAZDANBAKHSH A，GRASLEY Z C，TYSON B，et al.Carbon nano filaments in cementitious materials：Some issues on dispersion and interfacial bond[C]//ACI Fall 2009 Convention.ACI，2009：31-34.

[34] LUO J L，DUAN Z，XIAN G，et al.Fabrication and fracture toughness properties of carbon nanotube-reinforced cement composite[J].European Physical Journal：Applied Physics，2011，53(3)：30402.

[35] O’CONNELL M J，BACHILO S M，HUFFMAN C B，et al.Band gap fluorescence from individual single-walled carbon nanotubes[J].Science，2002，297(5581)：593-596.

[36] SOBOLKINA A，MECHTCHERINE V，KHAVRUS V，et al.Dispersion of carbon nanotubes and its influence on the mechanical properties of the cement matrix[J].Cement & Concrete Composites，2012，34(10)：1104-1113.

[37] RHEE I，ROH Y S.Properties of normal-strength concrete and mortar with multi-walled carbon nanotubes[J].Magazine of Concrete Research，2013，65(16)：951-961.

[38] WANG B，HAN Y，PAN B，et al.Mechanical and morphological properties of highly dispersed carbon nanotubes reinforced cement based materials[J].Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition)，2013，28(1)：82-87.

[39] XU S，LIU J，LI Q.Mechanical properties and microstructure of multi-walled carbon nanotube-reinforced cement paste[J].Construction and Building Materials，2015，76：16-23.

[40] KONSTA-GDOUTOS M S，METAXA Z S，SHAH S P.Multi-scale mechanical and fracture characteristics and early-age strain capacity of high performance carbon nanotube/cement nanocomposites[J].Cement & Concrete Composites，2010，32(2)：110-115.

[41] 王梦博.碳纳米管水泥基复合材料的力学与抗渗透性研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2013.

WANG M B.Research on mechanism and impervious behavious of cement based composites with carbon nanotube[D].Harbin：Harbin Institute of Technology，2013 (in Chinese).

[42] LI G Y，WANG P M，ZHAO X H.Mechanical behavior and microstructure of cement composites incorporating surface-treated multi-walled carbon nanotubes[J].Carbon，2005，43(6)：1239-1245.

[43] PARVEEN S，RANA S，FANGUEIRO R，et al.Microstructure and mechanical properties of carbon nanotube reinforced cementitious composites developed using a novel dispersion technique[J].Cement and Concrete Research，2015，73：215-227.

[44] LOURIE O，WAGNER H D.Evaluation of Young’s modulus of carbon nanotubes by micro-Raman spectroscopy[J].Journal of Materials Research，1998，13(9)：2418-2422.

[45] HUANG Y，WU J，HWANG K C.Thickness of graphene and single-wall carbon nanotubes[J].Physical Review B，2006，74(24)：4070-4079.

[46] KUDIN K N，SCUSERIA G E，YAKOBSON B I.C2F，BN，and C nanoshell elasticity from ab initio computations[J].Physical Review B，2001，64(23)：235406.

[47] KONSTA-GDOUTOS M S，BATIS G，DANOGLIDIS P A，et al.Effect of CNT and CNF loading and count on the corrosion resistance，conductivity and mechanical properties of nanomodified OPC mortars[J].Construction and Building Materials，2017，147：48-57.

[48] LUO J，DUAN Z，LI H.The influence of surfactants on the processing of multi-walled carbon nanotubes in reinforced cement matrix composites[J].Physica Status Solidi A：Applications and Materials Science，2009，206(12)：2783-2790.

[49] MORSY M S，ALSAYED S H，AQEL M.Hybrid effect of carbon nanotube and nano-clay on physico-mechanical properties of cement mortar[J].Construction and Building Materials，2011，25(1)：145-149.

[50] NOCHAIYA T，CHAIPANICH A.Behavior of multi-walled carbon nanotubes on the porosity and microstructure of cement-based materials[J].Applied Surface Science，2011，257(6)：1941-1945.

[51] LI W W，JI W M，WANG Y C，et al.Investigation on the mechanical properties of a cement-based material containing carbon nanotube under drying and freeze-thaw conditions[J].Materials，2015，8(12)：8780-8792.

[52] WANG B，HAN Y，PAN B，et al.Mechanical and morphological properties of highly dispersed carbon nanotubes reinforced cement based materials[J].Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition)，2013，28(1)：82-87.

[53] HU Y，LUO D，LI P，et al.Fracture toughness enhancement of cement paste with multi-walled carbon nanotubes[J].Construction and Building Materials，2014，70：332-338.

[54] KERIENE J，KLIGYS M，LAUKAITIS A，et al.The influence of multi-walled carbon nanotubes additive on properties of non-autoclaved and autoclaved aerated concretes[J].Construction and Building Materials，2013，49：527-535.

[55] CUI H，YANG S，MEMON S A.Development of carbon nanotube modified cement paste with microencapsulated phase-change material for structural-functional integrated application[J].International Journal of Molecular Sciences，2015，16(4)：8027-8039.

[56] ZHAO J J，REN S X，DU Y L，et al.Study on the influence of carbon nanotubes on the mechanical properties of portland cement[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society，2013，32(7)：1361-1329.

[57] MAKAR J M，MARGESON J C，LUH J.Carbon nanotube/cement composites-early results and potential applications[C]//3rd International Conference on Construction Materials：Performance，Innovation and Structural Implications.Vancouver：NRC Institute for Research in Construction，2005.

[58] MAKAR J M，CHAN G W.Growth of cement hydration products on single-walled carbon nanotubes[J].Journal of the American Ceramic Society，2009，92(6)：1303-1310.

[59] PETRUNIN S，VAGANOV V，RESHETNIAK V，et al.Influence of carbon nanotubes on the structure formation of cement matrix[C]//2nd International Conference on Innovative Materials，Structures and Technologies.Bristol：IOP Publishing Ltd，2015.

[60] AMIN M S，EL-GAMAL S M A，HASHEM F S.Fire resistance and mechanical properties of carbon nanotubes-clay bricks wastes (Homra) composites cement[J].Construction and Building Materials，2015，98：237-249.

[61] LIU Q，SUN W，JIANG H，et al.Effects of carbon nanotubes on mechanical and 2D-3D microstructure properties of cement mortar[J].Journal Wuhan University of Technology(Materials Science Edition)，2014，29(3)：513-517.

[62] CHAIPANICH A，NOCHAIYA T，WONGKEO W，et al.Compressive strength and microstructure of carbon nanotubes-fly ash cement composites[J].Materials Science And Engineering A，2010，527(4-5)：1063-1067.

[63] FAKHIM B，HASSANI A，RASHIDI A，et al.Preparation and microstructural properties study on cement composites reinforced with multi-walled carbon nanotubes[J].Journal of Composite Materials，2015，49(1)：85-98.

[64] 田倩，孙伟，缪昌文，等.高性能混凝土自收缩测试方法探讨[J].建筑材料学报，2005，8(1)：82-89.

TIAN Q，SUN W，MIAO C W，et al.Study on the measurement of autogenous shrinkage of high performance concrete[J].Journal of Building Materials，2005，8(1)：82-89 (in Chinese).

[65] RADLINSKA A，RAJABIPOUR F，BUCHER B，et al.Shrinkage mitigation strategies in cementitious systems：A closer look at differences in sealed and unsealed behavior[J].Transportation Research Record Journal of the Transportation Research Board，2008，2070：59-67.

[66] BLANDINE F，HABERMEHI-CWIRZEN K，CWIRZEN A.Contribution of CNTs/CNFs morphology to reduction of autogenous shrinkage of Portland cement paste[J].Frontiers of Structural and Civil Engineering，2016，10(2)：224-235.

[67] 王宝民，韩瑜，宋凯.碳纳米管水泥基材料耐久性理论探讨[J].低温建筑技术，2011，33(11)：1-3.

WANG B M，HAN Y，SONG K.A theoretical exploration into durability of carbon nanotubes cement-based materials[J].Low Temperature Architecture Technology，2011，33(11)：1-3 (in Chinese).

[68] LI W W，JI W M，WANG Y C，et al.Investigation on the mechanical properties of a cement-based material containing carbon nanotube under drying and freeze-thaw conditions[J].Materials，2015，8(12)：8780-8792.

[69] CWIRZEN A，HABERMEHL-CWIRZEN K.The effect of carbon nano-and microfibers on strength and residual cumulative strain of mortars subjected to freeze-thaw cycles[J].Journal of Advanced Concrete Technology，2013，11(3)：80-88.

[70] HAN B，YANG Z，SHI X，et al.Transport properties of carbon-nanotube/cement composites[J].Journal of Materials Engineering and Performance，2013，22(1)：184-189.

[71] 赵晋津，任书霞，吕臣敬，等.碳纳米管对硅酸盐水泥耐腐蚀性的影响研究[J].石家庄铁道大学学报自然科学版，2013，26(2)：88-91.

ZHAO J J，REN S X，LV C J，et al.Research on anti-corrosion properties of portland cement doped with carbon nanotubes[J].Journal of Shijiazhuang Tiedao University，2013，26(2)：88-91 (in Chinese).

[72] ALAFOGIANNI P，DALLA P T，TRAGAZIKIS I K，et al.Rapid chloride permeability test for durability study of carbon nanoreinforced mortar[M].Bellingham：International Society for Optics and Photonics，2015.

[73] MARA D C C，GALAO O，BAEZA F，et al.Mechanical properties and durability of CNT cement composites[J].Materials，2014，7(3)：1640-1651.

[74] LUO J L，DUAN Z D，ZHAO T J.Properties of electrical resistivity of fiber-reinforced cement composites with multi-walled carbon nanotubes[J].Journal of Harbin Institute of Technology，2010，42(8)：1237-1241.

[75] CHA S W，SONG C，CHO Y H，et al.Piezoresistive properties of CNT reinforced cementitious composites[J].Materials Research Innovations，2014，18(s2)：716-721.

[76] LUO J L，DUAN Z D，ZHAO T J，et al.Effect of compressive strain on electrical resistivity of carbon nanotube cement-based composites[J].Key Engineering Materials，2011，483(1662-9795)：579-583.

[77] MOHAMED S.Wireless and embedded carbon nanotube networks for damage detection in concrete structures[J].Nanotechnology，2009，20(39)：395502.

[78] CHA S W，SONG C，CHO Y H，et al.Piezoresistive properties of CNT reinforced cementitious composites[J].Materials Research Innovations，2014，18：716-721.

[79] KIM G M，PARK S M，RYU G U，et al.Electrical characteristics of hierarchical conductive pathways in cementitious composites incorporating CNT and carbon fiber[J].Cement and Concrete Composites，2017，82：165-175.

[80] ZHANG L Q，DING S Q，DONG S F，et al.Piezoresistivity，mechanisms and model of cement-based materials with CNT/NCB composite fillers[J].Materials Research Express，2017，4(12)：125704.

[81] SUN R，WEI S，ZHAO Z，et al.Electrical resistivity and piezoresistivity of the carbon-nanotube cement-based composite[J].Applied Mechanics and Materials，2013，357-360(1662-7482)：990-993.

[82] 牛建伟，王云洋，丁思齐，等.碳纳米管水泥基复合材料电学性能数值模拟[J].功能材料，2015，46(1)：1032-1036.

NIU J W，WANG Y Y，DING S Q，et al.Numerical simulation on electrical property of carbon nanotube cement-based composites[J].Journal of Functional Materials，2015，46(1)：1032-1036 (in Chinese).

[83] LOH K J，GONZALEZ J.Cementitious composites engineered with embedded carbon nanotube thin films for enhanced sensing performance[C]//11th International Conference on Damage Assessment of Structures.IOP Publishing Ltd，2015.

[84] LI G Y，WANG P M，ZHAO X.Pressure-sensitive properties and microstructure of carbon nanotube reinforced cement composites[J].Cement & Concrete Composites，2007，29(5)：377-382.

[85] KIM H K，NAM I W，LEE H K.Enhanced effect of carbon nanotube on mechanical and electrical properties of cement composites by incorporation of silica fume[J].Composite Structures，2014，107：60-69.

[86] KIM H K.Chloride penetration monitoring in reinforced concrete structure using carbon nanotube/cement composite[J].Construction and Building Materials，2015，96：29-36.

[87] LI H，ZHANG Q，XIAO H.Self-deicing road system with a CNFP high-efficiency thermal source and MWCNT/cement-based high-thermal conductive composites[J].Cold Regions Science and Technology，2013，86：22-35.

[88] HAN B G，ZHANG K，YU X.Enhance the thermal storage of cement-based composites with phase change materials and carbon nanotubes[J].Journal of Solar Energy Engineering，Transactions of the ASME，2013，135(2)：024505.

[89] XU B，LI Z.Paraffin/diatomite/multi-wall carbon nanotubes composite phase change material tailor-made for thermal energy storage cement-based composites[J].Energy，2014，72：371-380.

[90] QIN J，YAO W，ZUO J.Temperature sensitive properties of hybrid carbon nanotube/carbon fiber cement-based materials[J].Key Engineering Materials，2013，539(1662-9795)：89-93.

[91] 肇研，段跃新，李蔚慰，等.多壁碳纳米管复合材料在8 mm波段的吸波性能[J].复合材料学报，2007，24(3)：23-27.

ZHAO Y，DUAN Y X，LI W W，et al.Radar absorbing property in eight millimetre wave of MWCNTs/GF/epoxy composites[J].Acta Materiae Compositae Sinica，2007，24(3)：23-27 (in Chinese).

[92] WANG B，GUO Z，HAN Y，et al.Electromagnetic wave absorbing properties of multi-walled carbon nanotube/cement composites[J].Construction and Building Materials，2013，46：98-103.

[93] SINGH A P，GUPTA B K，MISHRA M，et al.Multiwalled carbon nanotube/cement composites with exceptional electromagnetic interference shielding properties[J].Carbon，2013，56：86-96.