氯离子引起的钢筋腐蚀被广泛认为是混凝土结构劣化的主要原因，尤其是当暴露在海水和除冰盐环境中。当氯离子渗透到混凝土中时，它们可以被水泥水化产物水化硅酸钙（C–S–H）吸附。此外氯离子还与水化产物生成弗里德尔盐（Fs）和库泽尔盐。前一部分可以定义为物理吸附，后一部分通常被称为化学结合。因此减轻氯离子引发腐蚀的有效方法之一就是提高氯离子结合能力，从而减少孔隙溶液中残留的游离氯离子量。
用石墨烯纳米片（GO）对水泥基材料进行改性，被证明是一种有效方法以提高水泥浆体的整体性能，尤其是力学和微观结构性能，从而提高对有害物质的抵抗力。由于GO的高长径比，它作为一种具有桥接效应和机械联锁的物理填料，能提供成核位点并加速水泥的水化过程。同时GO能够与不同阴离子和阳离子结合，并显著减少氯离子和水分子进入浆体中。通常，在达到最大氯离子结合容量后，游离和结合氯离子将保持动态平衡。然而，由于孔隙溶液的化学变化（如pH和Cl浓度），会导致部分结合氯离子逃逸到孔隙溶液中。
图1表明GO的加入增强了水泥浆体的氯离子结合能力，在NaCl溶液中浸泡14d后，R0、GO1和GO2样品的结合氯离子含量分别为12.57、16.53和18.31 mg/g。具体而言，添加0.2%重量的GO后，OPC的氯离子结合能力提高了46%。
通常，C–S–H和Fs是影响水泥复合材料中氯离子结合能力的主要成分。C–S–H和Fs结合的氯离子分别与物理吸附和化学结合过程有关。添加GO能够促进水泥基质的水化过程，增加C–S–H的生成量。C–S–H含量的增加可以增加物理吸附氯离子的含量，显著提高水泥基材料对氯离子的物理吸附能力。此外，有研究指出，Fs对氯离子的化学结合能力可能高于C–S–H。氯离子的结合能力显著增强也可能与促进了Fs的生成有关。
图2的解吸结果表明浆体中结合氯离子的解吸受到溶液pH值的显著影响。随着pH值的降低，样品中氯离子的解吸逐渐增强。当在pH值为9的溶液中浸泡28天时，OPC中解吸的氯离子量为11.10 mg/g。与氯离子结合试验得到的结合态氯离子含量12.57 mg/g相比，氯离子解吸率达到88%。表明当浆体受到低pH侵蚀时，浆体的氯离子结合能力有限。
已有研究证明水泥基材料的结合氯离子主要由两部分组成：一部分是C–S–H由于电荷之间的吸引而吸附氯离子，另一部分是生成Fs来化学结合氯离子。GO可以通过抑制氯离子在这两部分中的分解来提高低pH下水泥复合材料的氯离子结合能力。
Fs对氯离子的结合能力决定了水泥复合材料中氯离子的结合能力。因此，Fs含量的增加可以最大限度地提高水泥复合材料的氯离子结合能力。测试结果表明，对于所有测试样品，随着GO纳米片的加入，Fs的结晶度增加。因此，由于Fs含量的提高，结合氯离子含量有了显著的提升。此外，虽然添加的GO纳米片促进了水泥基质的水化过程，但钙矾石的衍射峰并未显著增强。据报道，钙矾石的含量将主要影响Fs的生成。然而，在图3（b）中，Fs的含量显著增加，尤其是在GO2浆体中。这表明GO的加入不仅促进了水泥基材料的水化，而且促进了Fs的形成。这可以归因于GO的成核效应，它可以为钙离子提供更多的活性位点，有利于水化产物的形成。
从图中可以看出，所有试样均形成六边形片状晶片，并在SEM图像中均匀分布。研究表明尺寸较小的六方片状晶体片是Fs，与AFt和氢氧化钙晶体相比，它更薄。EDS结果也证明片状晶体片为Fs。与图4（a）中的R0相比，使用GO制成的样品中发现了相同的晶体，如4（b）所示。然而Fs的形成发生了显著的变化，显示出更加丰富和集中的生成量。这一现象与氯离子结合实验、XRD、TGA分析结果一致。因此，GO纳米片的加入可以显著提高水泥基材料的氯离子结合能力，因为它对Fs的形成有促进作用。从图4（c）和图4（d）可以发现，除了产生大量六边形片状晶体Fs外，在0.2%GO样品中还观察到花状重叠片状晶体。相应的EDS报告表明，晶体的成分也为Fs。
GO的加入主要通过两个方面影响OPC浆体中氯离子的结合能力。一方面，添加的GO纳米片促进了水泥水化，增加了C–S–H相的生成。因此增加了氯离子的物理吸附量。另一方面，GO的加入可以促进Fs的生成，从而增加化学结合的氯离子。当GO添加到水泥基材料中时，它为水泥基材料中的钙离子提供了大量的成核位点，C–S–H可以更稳定地生长，从而促进水化产物的生成。当用GO制成的水泥基材料中遇到大量氯离子时，AFm和氯离子可以与GO纳米片上的成核钙离子结合生成Fs。因此，Fs的生成增加，从而增加结合氯离子量。
1、 加入GO纳米片可增强浸泡在3 M NaCl溶液中14 d的水泥浆体的氯离子结合能力。与未加入GO的对照样品R0相比，掺0.1%和0.2%GO的浆体的氯离子结合能力可分别提高约31%和46%；
2、 GO纳米片在抑制pH下降（最低pH值为9）的环境中的氯离子解吸方面具有良好的效果。尤其是在pH值为9时，R0、GO1和GO2样品的解吸氯离子量分别为11.10、8.06和6.97 mg/g。氯离子解吸率分别为88%、49%和38%；