Цель предлагаемой работы – исследование влияния режимных параметров на процесс жидкофазной эксфолиации и проверка эффективности модифицирования бетона графеновыми структурами, полученными механическим способом. Процесс эксфолиации проводили на статор-ротор аппарате при скольжении лопастей по внутренней поверхности ротора. В процессе экспериментов изменяли исходную концентрацию графита в водной суспензии и скорость вращения ротора. Изучалось влияние указанных параметров на время обработки и концентрацию малослойных графеновых структур, образованных в результате эксфолиации. Готовую суспензию использовали при изготовлении бетонных образцов для проведения испытаний на сжатие и изгиб. Установлено, что при содержании графеновых структур 1 мг/мл в воде, которая используется при приготовлении бетона, его прочность на сжатие повышается в 1,7–2,5 раза, а на изгиб – в 1,2–1,5 раза. Максимальная концентрация (1,7 мг/мл) графеновых структур в суспензии достигается за минимальное время при исходной концентрации графита 50 мг/мл и скорости вращения ротора 10000 об /мин.

The goal of this study is in investigating the effect of operating parameters on liquid-phase exfoliation and in testing the effectiveness of concrete modification with mechanically obtained graphene structures. Exfoliation was carried out with a rotor-stator mixer with the blades sliding on the inner surface of the rotor. The initial concentration of graphite in the aqueous suspension and the rotor speed were changed during the experiments. We have presented the results of the effect of these parameters on the processing time and the concentration of multilayer graphene structures formed through exfoliation. The finished suspension was used to prepare concrete samples for testing in compression and bending. It was established for the content of graphene structures of 1 mg/ml in water, used to prepare the concrete that its compressive strength increases by 1.7–2.5 times, bending strength by 1.2–1.5 times. The maximum concentration of graphene structures in the suspension is 1.7 mg/ml for the minimum time achieved at an initial graphite concentration of 50 mg/ml and a rotor speed of 10,000 rpm.

Научно-технические ведомости СПбПУ. Сер.: Естественные и инженерные науки = St. Petersburg polytechnic university journal of engineering science and technology / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2017-. Т. 25, № 1 [Электронный ресурс]. — Электрон. текстовые дан. (1 файл : 9,70 Мб). — Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2019. — Загл. с титул. экрана. — Электронная версия печатной публикации. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текстовый документ. — Adobe Acrobat Reader 7.0. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j19-265.pdf>.