水泥基材料是当今社会用量最大的建筑材料,但其在使用过程中会产生破坏和开裂,由此导致的混凝土结构耐久性不足造成的后果非常严重,造成了巨大的经济损失。为了实现对水泥基材料的增强增韧,我们制备与优化了氧化石墨烯（GO）和纳米贝利特水泥（NC）,并用其形成复合材料,用于水泥基材料中以改善其孔隙分布,从而改善力学性能。具体来说,首先明确了电化学方法制备GO的机理,并对GO进行了完整表征;然后将制备的GO与石墨烯（GR）复合形成复合液（GO/GR）掺入水泥基材料,从而提高GR这一纳米材料在水泥浆体中的分散性,得到更好的力学性能和孔隙分布;通过燃烧法制备了NC材料,并对制作工艺进行了优化;将制备好的GO和NC相结合,制作成GO/NC复合材料,初步探讨了通过NC改善GO与水泥基材料之间的界面,以得到更好的增强增韧效果的可能性。结果表明,GO的电化学制备是碳纤维（CF）阳极的劣化的结果。通电时阳极产生的氧气进入CF阳极,使得CF布发生氧化。形貌上表现为CF布部分纤维脱落,成分上表现为C-C键大量转化为C=O键,脱落的纤维进入电解液成为GO。经过表征发现,电化学制备的GO有着典型的2D薄膜状结构,层数为1～3层,含氧官能团丰富,且整个制备过程除了简单的过滤,无需复杂的纯化处理,成分中不含对水泥基材料和环境有害的物质,是一种简单、稳定和环保的制备方法。GO中氧化官能团的存在,使得相比GR,GO的力学性能有所下降,但在水中的分散效果改善。因此,将GO和GR复合起来使用,一方面能弥补GO的力学性能缺失,另一方面能加强GR的分散效果,从而实现对水泥基材料更好的增强作用。当GO与GR总量不变时,将二者进行混合加入到水泥胶砂中,力学性能比单独使用GO或者GR均有所提高。与不添加掺合料的参比样相比,当GO:GR的比例为3:1时,3 d抗折强度提升了22.88%,抗压强度提升了38.13%,当GO:GR的比例为1:1时,28 d抗折强度提升了30.73%,抗压强度提升了19.50%。对于NC材料的制备,当原料中碳酸钙和微硅粉以3:1的质量比混合,在1150℃高温下煅烧120 min,可制备得到有效成分Ca2SiO4含量高达95.8%的BC材料;再通过和发泡剂结合压片（压力为6kN）后再次煅烧,可在实验室环境中合成高比表面积（为BC材料的2.2倍）的NC材料。制得的NC表面颗粒细化效果明显,粒径已达到100nm左右,作为掺加料时表现出比BC材料更高的活性,弥补了BC材料前期水化过于缓慢的缺点,并能增强水泥胶砂28 d及之后的抗折抗压强度。GO可与NC在水中发生均匀的团聚,增加了NC在水中的分散性。NC浸泡在GO溶液180d后可生成大量粒度在16～31μm区间的C-S-H凝胶和CaCO3。C-S-H凝胶的大量生成可保证GO与混凝土之间能够无缝对接,其合适的粒度为纳米量级的GO与微米甚至毫米量级的水泥颗粒之间的结合起到了过渡作用,从而使得GO表面官能团得到充分利用。GO与NC的协同作用呈现出其作为晶种提高水泥基材料性能的潜力。