碳纳米管(CNTs)突出的力学性能使之成为增强水泥基纤维潜在的候选者。然而,由于碳纳米管之间范德华力的存在使其难以均匀分散。已有许多关于碳纳米管在复合材料(例如在树脂基、陶瓷基)中分散性的研究。本文针对碳纳米管在水泥基材料中分散性问题,开展了三种形式的碳纳米管协助分散研究,探讨了碳纳米管对水泥基材料性能的影响。取得的主要研究成果如下:(1)探讨了机械振动磨和超声分散两种方式对碳纳米管在粉体中分散的影响。结果表明,平均粒径与碳纳米管尺寸相近的硅灰更有利于碳纳米管在粉体中分散,而粉体中含有较大颗粒的粉煤灰时,碳纳米管在粉体中的分散效果较差。采用振动磨方式在粉体中分散碳纳米管时,硅灰中的碳纳米管长度降低但未见团聚体,而硅灰-粉煤灰、粉煤灰中均可见碳纳米管的团聚体,碳纳米管复合粉体掺入水泥浆体后流动度变化不明显,力学强度均出现不同程度的下降;采取超声分散方式在硅灰粉体中分散碳纳米管时,粉体中未见明显的团聚体,而该方法获得的碳纳米管复合粉体掺入水泥浆体时,流动下降明显,抗折强度提升约10%。(2)氧化石墨烯(GO)作为碳纳米管在水中的分散剂,可以形成分散稳定性较高的氧化石墨烯/碳纳米管杂化体。紫外-可见光谱和扫描电子显微镜的结果表明碳纳米管在氧化石墨烯悬浮液中分散稳定很好,氧化石墨烯/碳纳米管杂化体对水泥基复合材料的抗断裂性能有显著的提升。氧化石墨烯/碳纳米管杂化体的掺入(占水泥质量0.02%的GO和0.04%的CNTs)使水泥基体的抗压强度和抗折强度分别提高23.9%和16.7%。扫描电子形貌结果显示在水泥基体中未发现较明显的碳纳米管团聚体。压汞法(MIP)结果表明氧化石墨烯/碳纳米管杂化体使水泥基材料孔细化。(3)以粉煤灰为载体,采用原位合成碳纳米管,将碳纳米管分散在载体上,形成碳纳米管/粉煤灰复合材料。研究了采用化学气相沉积法在粉煤灰颗粒表面合成碳纳米管的合成参数,并对合成的产物进行了结构表征,结果表明合成的时间、催化剂、温度、气流速率对粉煤灰表面合成的碳纳米管的产率和缺陷有影响,在600℃时粉煤灰颗粒上合成碳纳米管产率较高,700℃时合成碳纳米管的缺陷较多。碳纳米管/粉煤灰复合材料会表现出一定的疏水性,经氧化处理后,疏水性会消失。将合成的碳纳米管/粉煤灰复合材料掺入到水泥基材料中,水泥基材料的力学性能明显下降,且水泥基体的孔隙率增大,说明粉煤灰表面碳纳米管覆盖层影响了粉煤灰与水泥水化产物之间的相互作用。