万博体育bet 土木工程学院冯闯教授团队在水泥基复合材料领域国际顶级学术期刊《Cement and Concrete Composites》（中科院一区Top，IF=9.93）上发表题为“Hybrid micromechanical modelling and experiments on electrical conductivity of graphene reinforced porous and saturated cement composites”的研究论文。2021级硕士研究生樊宇澄为论文第一作者，冯闯教授为通讯作者，万博体育bet 土木工程学院为第一通讯单位。

电学性能对于石墨烯增强水泥基复合材料（GNPRCCs）的发展、应用以及大型智能工程结构的自传感和自监测能力至关重要。然而，从理论角度系统地评估不同工程环境下GNPRCCs电导率仍有较大挑战，这是因为水泥基中的孔隙介质在湿润环境（如桥梁、堤坝、海洋工程等）中吸收水分促使的离子导电使孔隙相电导率随离子种类、浓度、及饱和度而变化。此外，水泥基体，GNP增强相和空气/液体孔隙三相电导率差异极大，一方面需要考虑GNP与基体之间的界面电阻，隧穿效应，另一方面需要考虑孔隙液与基体之间形成的双电层（EDL）效应，单一的均质化理论和传统微观力学模型难以同时将所有因素纳入考虑计算不同饱和度的GNPRCCs的有效电导率。

基于此背景，冯闯教授团队考虑GNP和孔隙的不同均质化顺序开发了两种情况的分步混合微观力学模型，对于GNP，使用了有效介质理论（EMT）描述阈值之后的渗流效应，建立了具有界面电阻波纹状GNP的双参数形状模型，并将其等效为扁平圆柱体填料来考虑GNP的褶皱效应。对于孔隙，采用Mori-Tanaka（MT）模型和Eshelby张量评估了基体内不同介质（空气/液体）的孔隙影响，并在测定养护水离子种类、含量的基础上引入功能梯度分布模拟渐变导电特性，计算了考虑EDL效应的孔隙液离子电导率。

据悉，这项研究成果是我院硕士研究生首次以第一作者在水泥基复合材料的顶级期刊《Cement and Concrete Composites》上发表论文，体现了我院在研究生人才培养方面迈上新的台阶，收获了令人瞩目的育人成效。

文章在线网址：https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2023.105148