Ductility of fiber reinforced cement-based materials is closely related to the interfacial bond of fiber/matrix, especially for the fiber with surface chemical inertness. In this study, graphene oxide (GO) was coated on polyethylene (PE) fiber to strengthen its bond to matrix. Firstly, the effect of PE fiber with and without GO coating on the microstructure and tensile properties of cement mortar was investigated. Compared with PE-Mortar, GO/PE-Mortar showed a significant enhancement in first cracking strength, ultimate tensile strength and strain by 11.7%, 46.3% and 70.4%, respectively. The hydrogen at honeycomb lattice of GO and oxygen in the hydroxyl and epoxy of GO can interact with oxygen in calcium silicate hydrogen (C–S–H) and hydrogen in PE chains via intermolecular H-bonding, contributing to strengthen the bond of PE fiber/matrix. Secondly, the molecular dynamics (MD) simulation results revealed that the atomic translational motion across the interface of C–S–H/PE was decreased after the coating of GO, and the whole system was thus becoming more stable. Moreover, in the pull-out simulation, the maximum force for PE fiber to be pulled out from the C–S–H structure was increased by 41.67%, because GO helped to turn the weak C–S–H/PE interface to be that with a higher interfacial bonding energy at the C–S–H/GO and GO/PE interfaces. In conclusion, GO, as a promising coupling material, has great potential to strengthen the interfacial bond between the PE fiber and cement matrix, to develop cement-based materials with enhanced ductile properties.

纤维增强水泥基材料的延展性与纤维/基体的界面结合密切相关，特别是对于具有表面化学惰性的纤维。在这项研究中，将氧化石墨烯（GO）涂覆在聚乙烯（PE）纤维上以增强其与基质的结合力。首先，研究了带有和不带有GO涂层的PE纤维对水泥砂浆微观结构和拉伸性能的影响。与PE-Mortar相比，GO / PE-Mortar的首次开裂强度，极限抗拉强度和应变分别显着提高了11.7％，46.3％和70.4％。GO蜂窝状晶格中的氢以及GO的羟基和环氧中的氧可通过分子间H键与硅酸钙氢（C–S–H）中的氧和PE链中的氢相互作用，从而有助于增强PE纤维的粘合/矩阵。其次，分子动力学（MD）模拟结果表明，GO涂层后，穿过C–S–H / PE界面的原子平移运动减少，因此整个系统变得更加稳定。此外，在拉出模拟中，PE纤维从C–S–H结构中拔出的最大力增加了41.67％，因为GO有助于将弱的C–S–H / PE界面转变为在C–S–H / GO和GO / PE界面上具有更高的界面结合能。总之，GO作为一种很有前途的偶联材料，在增强PE纤维与水泥基体之间的界面结合力，开发具有增强的延展性的水泥基材料方面具有巨大的潜力。分子动力学（MD）模拟结果表明，GO涂层后，穿过C–S–H / PE界面的原子平移运动减少，因此整个系统变得更加稳定。此外，在拉出模拟中，PE纤维从C–S–H结构中拔出的最大力增加了41.67％，因为GO有助于将弱的C–S–H / PE界面转变为在C–S–H / GO和GO / PE界面上具有更高的界面结合能。总之，GO作为一种很有前途的偶联材料，在增强PE纤维与水泥基体之间的界面结合力，开发具有增强的延展性的水泥基材料方面具有巨大的潜力。分子动力学（MD）模拟结果表明，GO涂层后，穿过C–S–H / PE界面的原子平移运动减少，因此整个系统变得更加稳定。此外，在拉出模拟中，PE纤维从C–S–H结构中拉出的最大力增加了41.67％，因为GO有助于将弱的C–S–H / PE界面转变为在C–S–H / GO和GO / PE界面上具有更高的界面结合能。总之，GO作为一种很有前途的偶联材料，在增强PE纤维与水泥基体之间的界面结合力，开发具有增强的延展性的水泥基材料方面具有巨大的潜力。PE纤维从C–S–H结构中拉出的最大力增加了41.67％，因为GO有助于将弱的C–S–H / PE界面转变为在C–S–H / PE界面处具有更高的界面结合能的界面。 C–S–H / GO和GO / PE接口。总之，GO作为一种很有前途的偶联材料，在增强PE纤维与水泥基体之间的界面结合力，开发具有增强的延展性的水泥基材料方面具有巨大的潜力。PE纤维从C–H–H结构中拉出的最大力增加了41.67％，因为GO有助于将弱的C–S–H / PE界面转变为在C–S–H / PE界面处具有更高的界面结合能的界面。 C–S–H / GO和GO / PE接口。总之，GO作为一种很有前途的偶联材料，在增强PE纤维与水泥基体之间的界面结合力，开发具有增强的延展性的水泥基材料方面具有巨大的潜力。