碳纳米管的尺寸小,比表面积大,它们之间存在着强大的范德华引力,导致其容易发生团聚或者缠绕。碳纳米管在水泥浆中的分散效果直接影响到最终制品的力学性能和使用性能,掺加分散剂可在一定程度上改善碳纳米管的分散效果,通过对碳纳米管的改性处理提高其与基体材料的相容性,也可达到好的分散效果。本文利用二氯甲烷和间氯过氧苯甲酸对碳纳米管进行处理,研究改性碳纳米管对水泥基复合材料力学性能的增强效果,利用纳米压痕仪分析碳纳米管增强水泥基复合材料的弹性模量和硬度的变化规律,从制品微观结构的改变研究碳纳米管的增强机理。主要的研究内容有:(1)研究掺加分散剂羧甲基纤维素钠(CMC)和聚乙烯吡咯烷酮后,碳纳米管在水性体系中的分散效果,结果表明,聚乙烯吡咯烷酮的分散效果更优;(2)采用聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂,制备碳纳米管水泥砂浆标准试块,标准养护28天后测量其抗压强度、抗折强度、挠曲强度分别达到59.2MPa、8.9MPa、8.3MPa,较素水泥砂浆分别提高了40.3%、20.25%、30.7%。实验结果表明随着碳纳米管掺量的增加,试件的力学性能逐渐提高,但抗压强度和抗折强度在掺量为0.1wt%时,趋于饱和,挠曲强度在掺量为0.08wt%时达到峰值;(3)采用二氯甲烷和间氯过氧苯甲酸处理的碳纳米管制备水泥砂浆,其抗压强度、抗折强度、挠曲强度最大分别为62.4MPa、11.3MPa、9.3MPa,较素水泥砂浆分别提高了47.5%、52.7%、47.6%。改性碳纳米管掺量为0.05wt%时,试件的抗压强度、抗折强度、挠曲强度达到峰值,说明较低含量的改性碳纳米管即可起到很好的增强效果;(4)利用纳米压痕仪测试掺加碳纳米管水泥浆试件的弹性模量和硬度,实验结果表明,随着碳纳米管掺量的增加,试件弹性模量逐渐增长,此时低密度硅酸钙凝胶的面积分数逐渐降低,高密度硅酸钙凝胶的面积分数逐渐增加,碳纳米管对材料水化硅酸钙凝胶的改性,是提高制品力学性能的主要原因。