近日，南通大学交通与土木工程学院高远副教授、王思瑶博士与澳大利亚Monash大学刘雁鸣博士合作，以“Redefining the cement substitution potential of recycled concrete powder using graphene oxide coating”为题，在国际知名期刊《Cement and Concrete Composites》发表重要文章。
当前，建筑行业面临资源消耗大与碳排放过高的双重挑战，光水泥生产就占据了全球每年约7-8%的CO2排放。高效利用再生混凝土粉（RCP）替代部分水泥不仅可以有效降低水泥生产和使用过程中的碳排和能源消耗，还能缓解建筑垃圾回填带来的环境问题。然而，相对较弱的界面性能始终限制着RCP在水泥中的替代率。
为此，本项研究创新性地提出了利用氧化石墨烯（GO）包覆RCP颗粒的改性方法，优化RCP界面性能，以提高其在水泥基材料中的替代潜力。借助金属侵入、背散射电子成像与人工智能一体化分析手段开展研究，探明了硬化RCP-水泥基体的孔隙结构与GO包覆增强特征。研究结果证实，与纯水泥浆体相比，在40 wt%GO包覆RCP替代率下，复合材料孔隙率可降低9.4-20.3%，抗压强度和抗折强度分别提高了4.1%和10.2%。分子动力学模拟结果揭示GO通过裂纹桥联作用使RCP-水泥复合材料破坏模式从界面过渡区转向C-S-H基体。环境与经济效益分析结果表明40%替代率下单位抗压强度的温室气体排放和一次能源需求分别可降低约39.7%和40.2%。此项研究深化了对GO增强机制的理解，为RCP在环保型水泥基复合材料中的应用提供了一定的理论依据。高远团队长期致力于再生建筑材料的高性能化研究，在纳米改性、界面优化及低碳材料设计等方面取得了多项原创性成果，并承担了包括国家自然科学基金、江苏省自然科学基金在内的多项重点研究课题，为推动建筑行业的绿色低碳转型持续贡献力量。
水泥和混凝土复合材料《Cement and Concrete Composites》是材料科学与土木工程领域的重要期刊，专注于水泥基复合材料的研究与应用，由Elsevier出版，是中科院1区Top期刊，影响因子13.1，在行业内具有广泛影响力。该文章由Monash大学隋昊博士、Rice大学陈伟强博士以及南通大学硕士生邹富富、俞佳健，绍兴文理学院硕士生徐彬作为共同作者，南通大学为论文第一署名单位。
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2025.106276
（高远）