石墨烯纳米片及其衍生物（GND）通常可以通过多种途径来进行制造，例如利用微机械、进行外延生长、对石墨实施超声剥落、化学气相沉积以及氧化石墨烯化学还原等方法。在土木工程领域当中，经过改进的 Hummers 法因为其制造过程相对容易，而且分散效果十分出色，所以被更为广泛地应用。

石墨烯纳米片及其衍生物对水泥浆的水化作用以及粘结情况有着非常显著的影响，这样一来，硬化水泥浆的宏观性能就能够得到极大的改善。不过现阶段对于石墨烯 - 水泥基复合材料的研究仅仅局限于二维材料的使用，大多数都是采用掺合型的制备工艺，依然存在像分散性较差这样的关键问题。而对于三维纳米材料，比如三维石墨烯纳米材料对水泥基材料的影响方面的研究，目前还是一片空白。

混凝土材料的智能化是从功能化起步的。在 20 世纪 60 年代，苏联的学者最先提出并制备出了添加了碳黑的导电混凝土。到了 80 年代末期，日本的土木工程研究人员设想研究出一种 “对环境变化具有感知和控制功能的智能建筑材料”。1993 年，美国开始了 “土木工程智能材料与智能结构的研究”。在 90 年代初期，Chen 等人开展了自感知混凝土的研究，展示出了智能混凝土不同于以往的功能特性。从这以后，智能混凝土的研究开始受到重视，并得到了快速且系统的发展。