水泥基材料是工程基础性材料具有较为广阔的发展方向,但是水泥基材料本身受到一些制约,寻找一种既可以提高水泥基材料强度,又可以减少其变形量的新型建筑材料具有很大意义。石墨烯为片层结构,具有优秀的物理性质和化学性质,本文通过将石墨烯掺入至水泥基材料中去,制备石墨烯改性水泥基复合材料,对该种材料的各种性能进行分析测试,希望获得符合目标的新型水泥基材料。本文研究了石墨烯对水泥基材料力学性能、变形性能及孔结构的影响,同时对石墨烯可能存在的内养护作用进行研究。力学性能主要包括宏观力学性能和微观力学性能两个方面内容,宏观力学性能进行了抗压及抗折强度和劈裂抗拉强度测试,微观力学性能主要使用显微硬度计对水泥基材料的维氏显微硬度进行测试,同时对石墨烯改性水泥基材料的弹性模量和应力-应变曲线关系也进行了分析。变形性能进行了自收缩及干燥收缩两个方面的测试,自收缩通过波纹管法进行测试,干燥收缩使用长度法进行测试。石墨烯对水泥基材料的孔结构的影响通过使用压汞法获得材料的孔隙率及孔径分布情况,从而进行相关分析。石墨烯的内养护作用通过对不同石墨烯掺量的水泥净浆的湿度变化情况进行测定,间接进行内养护作用的相关测试。本文研究结果显示,适量石墨烯的掺入可以提高水泥基材料的力学性能,但是提高幅度较小,且对于水泥基材料早期力学性能提升效果更为明显,当石墨烯掺量为水泥质量的0.06wt.%时,具有最优提升效果,可达12%。同时研究发现,石墨烯的掺入对于水泥基材料弹性模量具有较大改变,石墨烯掺量的提高会导致水泥基材料弹性模量的增加,最终也导致应力应变曲线的变化。石墨烯的掺入可以提高水泥基材料的维氏显微硬度,当石墨烯掺量为水泥质量的0.06wt.%时,维氏显微硬度具有8.6%的提升幅度。石墨烯改性水泥基材料的变形性能研究结果显示,适量石墨烯的掺入对于水泥基材料的自收缩及干燥收缩均具有很好的抑制效果,且效果相较于力学性能更为明显,当石墨烯掺量为水泥质量的0.06wt.%时,其抑制效果最优,最高可近30%,当石墨烯掺量过高时,其在水泥基材料中的不均匀分布会削弱其对变形的抑制效果。石墨烯改性水泥基材料的湿度变化结果显示,石墨烯的掺入可以降低水泥基材料内部湿度变化幅度,具有一定的内养护作用。当石墨烯掺量为水泥质量的0.06wt.%时,湿度降低幅度被抑制了29%,另外,石墨烯改性水泥基材料的孔隙率结果显示,石墨烯的掺入不会对水泥基材料的孔隙率产生太大影响,但是会对水泥基材料孔径分布产生影响,降低孔径中值及平均孔径,整体的孔结构也得到改善,这些反映出石墨烯在水泥基材料中可以发挥桥接作用、填充作用及模板作用,当石墨烯掺量为水泥质量的0.06wt.%时,具有最好的作用效果,同时,石墨烯的掺入还会提高水泥基材料的体积密度与表观密度,这些作用效果促使水泥基材料的力学性能提高,变形减少。石墨烯改性水泥基材料具有很好的性能表现,但是石墨烯的大批量生产与分散仍然需要进一步地研究,石墨烯对水泥基材料的作用机理也需要更准确地测试分析,同时石墨烯在组分更为复杂的混凝土体系中的作用也应展开进一步的探索研究,当其理论基础相对完备时,可以产生更大的工程实践应用价值。