零维的材料，就像不同的纳米粒子，因为它的纵横比比较低，没有办法阻止从纳米裂纹产生的微裂纹，所以它们没办法作为增强水泥基的材料来提高增强的效果。一维的纳米材料，比如说碳纳米管，和水化产物之间有很强的范德华力相互作用，但是这些一维纳米材料容易在水泥基质里形成团聚。

二维的纳米材料，像石墨烯或者氧化石墨烯，它们不仅和水化产物有很强的范德华力相互作用（这一点和一维纳米材料有点像），而且是由 sp2 杂化的碳原子组成的，这些碳原子让石墨烯有了非常好的力学性能，这就为改性水泥基材料提供了基础。所以说，不管是零维的纳米粒子还是一维的纳米材料，都有它们的不足。而石墨烯是二维甚至可以说是三维的，从 2004 年 Geim 和 Novoselov 用机械剥离的方法第一次成功制作出石墨烯以来，石墨烯有那种柔性的片状多孔结构，它的力学、热学、电学性能都特别好，导热率高，表面积也超大，这让它成了复合材料的理想材料，在土木工程领域的应用前景也很不错。

吕生华等人通过氧化和超声分散的方法制作出氧化石墨烯（GO）纳米片的分散体系，观察了在水泥水化过程中晶体形状的变化，还测试了力学强度，研究了 GO 纳米片对水泥复合材料微观结构和力学性能的影响。水化过程、孔隙填充还有粘结密实度，这些都是影响水泥基材料孔隙率和力学性能的主要内在因素。