纳米碳纤维增韧水泥基复合材料的力学性能和耐久性能研究

以普通硅酸盐水泥P.O 42.5为基体材料,不同掺杂量(0,0.4%,0.8%和1.2%(质量分数))的纳米碳纤维为增强相,制备了纳米碳纤维增韧水泥基复合材料,研究了纳米碳纤维的掺杂量对水泥基复合材料晶体结构、力学性能和耐久性能的影响。结果表明,纳米碳纤维的掺杂在水泥基复合材料中未出现新的水化产物,但加速了水化反应的进行;纳米碳纤维的“连接”作用使水泥基复合材料的孔结构变得致密,裂纹和孔隙减少;随着纳米碳纤维掺杂量的增加,水泥基复合材料的抗压强度和抗折强度先增大后减小,当纳米碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时,水泥基复合材料28 d的抗压强度和抗折强度均达到了最大值,分别为82.4和13.1MPa;采用单面盐冻法对水泥基复合材料进行抗冻性能测试,发现纳米碳纤维的掺杂改善了水泥基复合材料的抗冻性能,当纳米碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时,水泥基复合材料在28次冻融循环后单位面积质量损失量最小为0.114 kg/m²。综合力学性能和耐久性能分析可知,纳米碳纤维的最佳掺量为0.8%(质量分数)。     

纳米颗粒对水泥基材料性能影响的研究进展

纳米材料在水泥基材料中的研究和应用还处于初级阶段,但已成为改善水泥基材料性能的一个重要方向。简要介绍了纳米颗粒对水泥基材料的工作性、力学性能、耐久性能的影响,以及纳米材料赋予水泥基材料的新功能,并探讨了纳米颗粒改善水泥基材料结构与性能的机理。     

纳米二氧化硅影响水泥基材料流动性的研究综述

纳米二氧化硅比表面积大、粒径小等特点有助于其发挥火山灰活性、晶核效应和填充效应,能够促进水泥水化,有效改善水泥基材料内部结构。在所有改性水泥基材料的纳米材料中纳米二氧化硅应用最为广泛,已经成为许多研究者探究的热点,但还未见关于纳米二氧化硅影响水泥基材料流动性综述的报道。本文主要综述了粉体和溶胶两种纳米二氧化硅对水泥基材料流动性的影响、存在的问题及改性纳米二氧化硅对水泥基材料性能的影响,为今后进一步研究纳米二氧化硅改性水泥基材料提供依据。     

纳米碳黑水泥基复合材料力学性能及微观结构分析

对纳米碳黑(33nm)、碳纤维不同掺入量的水泥基复合材料进行了对比研究.研究发现掺入一定量的纳米碳黑可以使水泥基复合材料的抗压和抗折强度明显提高,并且提高幅度大于相同掺量的碳纤维水泥基复合材料.纳米碳黑水泥基复合材料的扫描电镜(SEM)结果表明:纳米碳黑较为均匀地分散在水泥基材料中,与水泥水化物结合紧密,并且纳米碳黑的尺寸小,比表面积大,对水泥基材料的孔隙具有填充作用,改善了材料的微观孔结构,减少了微观缺陷,使水泥基复合材料结构更加致密.     

掺碳系屏蔽介质的水泥基复合材料的屏蔽性能研究

以石墨、炭黑、碳纤维和纳米碳管等为屏蔽介质,采用不同的方法分散碳系屏蔽介质,然后掺入到水泥材料中制得水泥基复合屏蔽材料,研究了普通碳系屏蔽介质对屏蔽性能的影响及碳纤维和碳纳米管掺量的变化与屏蔽效能之间的关系;利用四探针测试仪、电子探针等手段表征了复合材料的电导率和屏蔽介质的分散均匀性.结果表明,掺碳纤维的水泥基复合材料...     

纳米TiO2光催化水泥基材料的研究进展

光催化技术是解决当前大气污染问题的一项重要手段,纳米TiO_2由于具备光催化效率高、稳定性好、经济环保等优点,是当前研究最多和应用最广的光催化材料。本文归纳了纳米TiO_2的光催化机理和催化性能,包括内在因素(晶体结构、组成和颗粒尺寸)和外在因素(光强、温度和pH值)对其光催化性能的影响。同时,分别从纳米TiO_2在水中的分散,纳米TiO_2对水泥基材料物理性能的影响,纳米TiO_2水泥基材料的光催化性能三个方面对纳米TiO_2光催化水泥基材料进行了系统的归纳和总结,分析并指出了纳米TiO_2光催化水泥基材料存在的问题并作出展望,以期为制备新型的纳米TiO_2光催化水泥基材料提供参考。     

碳纤维水泥基复合材料电学性能研究进展

掺入碳纤维对提高水泥基材料的电导率有很大的作用.综合评述了近十年来碳纤维水泥基复合材料力电、电热性能的研究进展.近年来对碳纤维水泥基材料的研究表明,这类材料受载后电阻率将发生明显变化,试件通电后可以作为发热元件使用,并且其热电效应可以将热能转变成电能.认为今后对碳纤维水泥基复合材料的研究重点应放在提高测量精度和电磁屏蔽等方面,并开发材料的新性能.     

纳米材料在水泥基材料中的应用研究进展

由于纳米材料具有尺寸小、比表面积大等特点,使得其成为国内外最近几年研究的热点。纳米材料应用于水泥基材料中能够显著改善水泥基材料的性能。综述了近年来纳米SiO2、纳米碳酸钙、碳纳米管等纳米材料在水泥基材料中的研究进展,并对今后纳米材料在水泥基材料中的研究方向提供了可行性建议。     

纳米增强水泥基复合材料抗氯离子迁移及固化性能综述

先进碳基纳米材料在水泥基材料领域的渗透突破了传统水泥基材料的性能使用局限,是未来高性能水泥基复合材料研究的热门领域。然而,虽然目前关于纳米增强水泥基复合材料水化、微观、力学等性能的研究相对较多,但是针对长期耐久性能,特别是对影响钢筋锈蚀的主要因素氯盐侵蚀方面的研究相对较少,且缺少一定的深度与广度。纳米增强水泥基材料抗氯盐侵蚀性能主要体现在两个方面：一是孔隙层面,通过密实孔隙降低整体孔隙率,增加纳微观毛细孔比例,从而降低外界氯离子侵入迁移速率;二是固化层面,通过孔隙固液交界处水泥水化产物氯离子置换固化作用,吸附并降低孔隙溶液中自由氯离子含量。它们的最终目的都是在结构服役寿命内保证钢筋表面侵入的自由氯离子浓度处于锈蚀临界浓度之下,降低锈蚀风险及维护成本。深入明晰纳米增强水泥基复合材料抗氯离子迁移和固化性能及机理,对建立有效预测模型,指导并推动高抗蚀纳米增强水泥基复合材料设计、制备及应用具有重要意义。本文总结了近年来纳米增强水泥基复合材料抗氯盐侵蚀性能的研究进展,对比分析了不同维度、不同制备手段、不同化学组成等各类纳米材料分别对抗氯离子迁移性能和氯离子固化性能的影响效果及机制,同时对未来纳米...     

纳米材料优化水泥基材料性能的研究进展

近年来高铁、跨海大桥等大型工程建设对水泥基材料的性能提出了更高的要求。纳米科技与纳米材料是从微观角度提升水泥基材料性能的重要手段,近年来,以纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、碳纳米管、石墨烯等为代表的纳米材料在水泥基材料性能优化方面的研究有了长足的进展。目前的研究进展表明,纳米材料可以从多方面提升水泥基材料的性能,包括加速水化,提升早期强度;改善水化产物的组成与形貌,增加水泥基材料微结构密实度,提升力学性能与耐久性。就性能优化程度而言纳米材料在本领域具有巨大的应用潜力。同时,分散性问题是目前纳米材料在水泥基材料中应用面临的主要问题,提供成熟可商业化的分散性解决方案是纳米材料应用中亟待解决的问题。此外,目前对于用于水泥混凝土的纳米材料的结构设计与改性方面的研究也有可以继续深化的空间。