水泥基复合功能材料的研究与开发

本文介绍了借鉴功能陶瓷和功能塑料的理论和实践，研究与开发的水泥基功能材料。并阐明了各种水泥基复合功能材料如导电材料、屏蔽材料、磁性材料、电热材料，以及高强水泥基复合功能材料等的组成、性能和复合工艺。     

水泥基超疏水材料自清洁技术研究进展

超疏水材料是一种新型智能仿生材料，具有优良的自清洁、抗凝冰、防腐等性能，已广泛应用于航天、建筑、电力等领域。但在公路交通领域尚处于探索研究阶段。水泥基超疏水材料自清洁技术源于自然界的“荷叶效应”，超疏水表面的微纳结构和低表面能降低了污染物与涂层的粘附力，赋予超疏水表面优异的自清洁性，为水泥基材料的主动防污技术提供了新思路。目前，水泥基超疏材料自清洁理论与技术尚不成熟，主要通过表面微纳米复合结构和低表面能化学物质协同制备水泥基超疏水材料，从而实现水泥基材料自清洁功能。水泥基超疏水材料的制备技术主要包括表面疏水改性和本体疏水改性两种。硅烷/硅氧烷类和硬脂酸等疏水材料因其环保、成本相对低廉，使用频率较高。水泥基表面超疏水涂层处理类型主要包括涂覆法、模板法、层层自组装法等。表面超疏水改性对水泥基材料力学强度的影响较小，而整体超疏水改性因内掺疏水材料，延缓水泥水化反应，降低了水泥基材料的力学强度。水泥基表面超疏水涂层因其施工简便、性价比高、能耗低，应用更为广泛。水泥基超疏水材料自清洁性能评价方法尚未统一，其中以模拟污染物收集法应用较为广泛。由于水泥基材料工程结构复杂，影响因素众多，从实际工程应用...     

有机/无机复合水泥基材料研究进展

论述了有机／无机复合材料的发展历史、现状及发展方向和应用，特别是详尽地论述了有机物对水泥的改性机理，指出聚合物改性水泥基材料应向多元化、轻质多孔、早强快硬、自流平、凝结时间可调节及环保型复合材料的方向发展。由于聚合物改性水泥基材料的优良性能，随着石油化工的发展，应在我国大力推广这种有机／无机复合水泥基材料。     

木质素基新型多功能材料研究进展

木质素具有功能基团丰富、生物相容性好、毒性低、含碳量高等优点，是制备功能复合材料的理想前驱体。木质素基复合材料通常具有环保、低成本等优点，广泛应用于储能、环保、电子器件等领域。综述了近年国内外木质素基复合功能材料和木质素基碳材料的最新研究进展，提出了当前面临的挑战和未来的发展方向，对木质素的开发利用和木质素基材料的应用前景进行了展望。     

电磁改性谐振水泥基复合材料的吸波性能研究

利用涂挂法,分别在粉煤灰漂珠和闭孔珍珠岩表面涂挂石墨和铁氧体,通过扫描电镜对比改性前后漂珠和珍珠岩表面的微观变化.研究表明石墨和铁氧体在连续釉化面与特殊蜂窝结构的相间的珍珠岩颗粒表面分布均匀,形成了谐振腔吸波体.改性漂珠和珍珠岩分别与水泥基材料复合,形成吸波水泥基复合材料.采用RCS法测量各复合水泥基材料对S～C波段和X～Ku波段的电磁波反射率,研究复合水泥基材料的吸波效能.研究表明与涂挂法改性漂珠相比,涂挂法改性闭孔珍珠岩能有效提高水泥基材料的吸波效能,拓宽了一10dB带宽,具有进一步实际应用研究的意义.     

无机基有机复合光功能材料的研究进展

无机基有机复合光功能材料研究是近十年发展起来的信息材料研究的新领域和热点,本文系统总结、评述了无机基有机复合光功能材料及其相关技术的进展、前景和面临的局限及其解决思路。     

碳基材料对水泥基材料性能的影响

水泥基复合材料凭借其原料丰富、价格低廉、生产工艺简单、强度高等优点,广泛应用于现代化工程建设.但是这种材料长久以来都有高脆性以及裂缝等一系列的问题.针对这些问题世界各国的研究人员都主要致力于改善水泥基材料的力学性能.但是在目前的情况下,现代建筑对水泥基材料提出了许多新的要求,不仅要有好的力学行为,还要具有尽可能多的附加功能.合适的功能填料的掺入不仅能够使得水泥基复合材料的力学性能和耐久性能得到提升,还能有效地调控水泥基材料的导电率、热导率等一系列其他功能.钢纤维、聚合物纤维和矿物纤维等是之前比较常见的功能掺料,这些材料依靠它们的强度和韧性可以用来改善材料的力学性能.但这些增强材料并不能在结构上改变水泥的水化产物,因此水泥基材料的高脆性及裂缝等问题依存在.而部分碳基材料在掺入到水泥基复合材料中以后可以对水泥基材料实现改性,不仅能从微观方面改变其结构,从而改善力学性能,还可以改善如导电性、导热性等性能.使水泥基复合材料能够尽可能地满足时代的要求.本文在近年来对多种不同的碳基材料掺杂水泥基复合材料研究的基础上,分别总结了不同碳基材料(碳纤维CF、碳黑CB、碳纳米管CNTs、石墨烯GR以及氧化石墨烯GO)对水泥基复合材料性能影响的基本原理,综述了近年来五种材料掺加在水泥基复合材料中的相关研究.此外,本文同时也对这些材料的复合掺入以及互相之间的改性掺入后的效果进行了简单总结,并且同时对水泥基复合材料的研究前景提出了一点看法.     

水泥基材料无机/有机复合内养护剂的研究进展

无机/有机复合吸水材料具有一定的亲水基团和三维网络结构,吸水性、保水性和释水性优异,是水泥基材料重要的内养护剂之一。通过在水泥基材料中引入无机/有机复合吸水材料,利用其吸-释水特性可自动调节水泥基材料内部相对湿度,促进水化反应,减少水泥基材料自收缩和早期开裂等现象,提高力学性能和耐久性。概述了无机/有机复合内养护剂(CICA)的制备方法、结构特征以及吸-释水行为;综述了CICA对水泥基材料水化进程、微观结构、宏观性能和耐久性的影响;展望了CICA在混凝土应用的发展前景,为CICA在水泥基内养护中的应用提供一定理论指导和技术参考。     

水泥基材料中SAP的吸水、释水和再膨胀行为综述

裂缝及开裂后水密性的下降是导致水泥基材料耐久性能降低的重要因素。高吸水性树脂(SAP)可降低水泥基材料的自收缩并提高其抗冻性、开裂后抗渗性能和裂缝自愈合能力，进而增强水泥基材料的耐久性能。SAP的上述功能均与其在水泥基材料中的吸水、释水和再膨胀行为相关。本文首先总结了SAP吸水和释水的机理及在溶液和水泥基材料中的关键影响因素，然后综述了裂缝中SAP再膨胀行为的演化机制。在溶液中，凝胶体与溶液之间的渗透压是SAP膨胀的驱动力。作为关键离子，Ca²⁺可与聚合物链上的羧基络合并导致SAP的离子交联密度增加，较高的离子交联密度可能诱发逆向渗透压并导致SAP释水。在硬化水泥基材料中，影响SAP释水的关键因素是渗透压和毛细力，抑制渗透压作用下的释水并促进毛细力作用下的释水有助于提升SAP的内养护效率。与AA型SAP相比，AA-co-AM型SAP具有更强的水约束能力，因而具有更加优异的内养护效果。水泥基材料裂缝中SAP的再膨胀能力低于溶液环境，这源于裂缝的约束作用和裂缝中较高的离子浓度。基于水泥基材料的配合比、水化进程和裂缝特征研发新型SAP有助于进一步增强SAP的作用效果。     

铁氧体与水泥复合吸波材料的研究

以碳酸锰、氧化锌和氧化铁为原料,经球磨、煅烧得到锰-锌铁氧体,然后与水泥复合制得水泥基复合吸波材料,研究铁氧体吸波剂掺量、胶凝材料品种和试样表面形状对复合材料吸波性能的影响及其力学性能.结果表明:铁氧体在水泥材料中较稳定,其用量和复合材料的表面形状对吸波性能均有较大程度的影响;在8～12.5GHz频率范围内,掺35%铁氧体的水泥基复合材料的反射率基本上都＜-6dB,而粗糙面试样的反射率均＜-7dB,最小反射率达-10.5dB;其28d强度与纯水泥样品相比约有下降.     

水泥基材料设计应用价值研究

目的研究水泥基材料对于设计领域的应用价值和发展前景。方法通过对水泥基材料形态的易塑性、质感的多样性、混合的兼容性、性能的耐久性、文化的特质性的分析,以及就材料科学与相关科技的发展对水泥基材料设计应用的影响。结论水泥基材料已经打破了传统意义上对于水泥基材料的感官认识和应用范畴,跨越建筑工程领域的应用局限。越多越多的设计师和艺术家已经开始将其材料应用于工业设计、室内设计、服装设计、造型艺术等领域。随着水泥基材料与设计领域联系的深入,将推动水泥基材料科学的快速发展和相关工艺技术的研发,也为水泥基材料在设计领域更为广泛和多样化应用提供了可能。     

胶凝材料影响水泥基饰面砂浆泛碱的研究进展

介绍了胶凝材料影响水泥基饰面砂浆泛碱性能的研究进展。研究主要针对水泥基饰面砂浆的泛碱成因，从无机胶凝材料入手，探讨其对砂浆泛碱的影响和抑制泛碱的措施。涉及的无机胶凝材料主要集中在硅酸盐水泥、铝酸盐水泥及其分别或共同与石膏组成的二元和三元体系。水泥基饰面砂浆的抗泛碱主要通过两条途径，一是控制水化时Ca（0H）2的产生，二...     

核防护用水泥基中子屏蔽材料的研究进展

不同能量的中子有不同的工程屏蔽方法,水泥基中子屏蔽材料具有重要应用价值.本文首先从中子防护的角度简要介绍了中子屏蔽原理,其次从快中子减速、慢中子吸收两个方面总结概括了水泥基中子屏蔽材料的研究现状,分析了水泥基中子屏蔽材料存在的不足:功能单一、耐久性、施工性及环境友好等问题,并指出了下一步研究方向:提高核防护水泥混凝土综...     

硅基材料和矿渣应用于水泥基材料的研究进展

水泥基材料是目前使用量最大的建筑材料,在实际应用过程中,水泥基材料会出现损坏,达不到预期的性能要求.水泥水化产物中存在大量结晶的Ca(OH)2,影响各种水泥水化产物之间的粘结性,造成水泥基材料性能的降低.如何增强水泥基材料的性能成了国内外研究的热点,需要找到能够有效改善水泥基材料性能的方法.查阅国内外相关文献发现,将粉煤灰、硅灰、纳米SiO2(因三种材料的主要组分为SiO2,以下统称为硅基材料)或矿渣掺入到水泥基材料中,因其具有火山灰反应,并能起到填充作用,可明显提高水泥基材料的性能.掺合料的加入可降低水泥基材料中Ca(OH)2含量,减小其晶粒尺寸,使C-S-H凝胶的数量增多,改善水泥基材料的孔隙率,提高其性能.粉煤灰和矿渣成分中有部分玻璃态物质,能减少水泥浆体用水量,增加和易性;具有较低的火山灰性,适量掺入能降低水泥浆体的水化速度;含有粉煤灰或矿渣的水泥基材料早期强度较低,后期强度较高.硅灰与纳米SiO2的火山灰活性较高,能促进水化,适量掺入能够使水泥基材料早期强度大幅提高,但后期强度发展较慢;同时也会增大水泥基材料早期收缩,增加其结构开裂的风险.不同掺合料复掺后能产生协同增强效应,可获得性能优异的复掺改性水泥基材料.本文主要介绍了硅基材料和矿渣在水泥基材料中的应用,从反应机理、水化热、强度、孔隙率等方面来阐述其在水泥基材料中的研究现状和相关成果.对目前研究中存在的相关问题进行了分析总结,以期为制备性能优异的水泥基材料提供一定的参考.     

纤维素基复合吸附材料的研究进展

纤维素是自然界中储量最丰富的可再生生物高分子聚合物,价格低、可生物降解,被广泛应用于水资源污染吸附领域.单纯的纤维素吸附材料较为环保,但存在吸附能力差、功能单一等不足.纤维素通过与其他物质复合制备成纤维素基复合吸附材料可以弥补这些劣势.因此纤维素基复合吸附材料的开发利用对缓解水资源污染有着重要的意义.文中总结了近年来纤维素基复合吸附材料的最新相关研究,介绍了纤维素与氧化石墨烯、金属氧化物、矿物质、单宁、金属有机骨架等制备复合吸附材料的研究进展,并对纤维素基复合吸附材料的发展前景进行了展望.     

聚合物改性水泥基材料性能和机理研究进展

论述了聚合物改性水泥基材料的性能和机理研究进展.性能研究进展方面主要从聚合物改性、聚合物和外加剂复合改性以及聚合物和其他填料复合改性水泥基材料3个方面进行了讨论.而聚合物改性机理则从聚合物改性水泥基材料的微观结构、聚合物对水泥水化的影响以及聚合物与无机胶凝相间的相互作用等方面进行了讨论.     

纳米SiO2粉在水泥基复合材料中的试验研究

研究了硅粉、纳米SiO2粉的活性,二者及复合粉体与C3S的二次水化反应产物成分,并研究了水泥基材料的力学性能和显微结构,探讨了纳米SiO2粉改善显微结构的机理,获得纳米SiO2粉应用于水泥基材料适合的方法.研究表明,纳米SiO2粉为非晶态,活性高于硅粉.粉体二次水化速率大小及水化程度高低依次为复合粉体、纳米SiO2粉、硅粉.复合粉体应用于水泥基材料中可增加致密性、提高均匀性,并提高强度.纳米SiO2粉与粉煤灰、硅粉复合应用于水泥基材料能够体现优异的使用性和经济性.     

石墨烯基复合光催化材料在水处理领域的应用进展

对石墨烯基复合光催化材料的研究动态和研究成果进行了综述,分析了石墨烯基复合光催化材料的种类及其在水处理领域的应用,展望了石墨烯基复合光催化材料今后的应用方向。     

刍议土木工程灌浆方法与施工技术

随着我国建筑工程的高速发展,土木工程灌浆材料得到了越来越广泛的开发和应用,在许多大型工程中成为不可或缺的一种建筑材料。文章总结了灌浆材料的种类、性能、灌浆的方法和施工的技术要求等,分析其已有的技术特点,提出水泥基复合灌浆材料是今后灌浆材料发展的一个重要方向。     

纳米碳/水泥基复合材料研究进展

纳米碳材料以其独特的结构及微观形貌,优异的力学、电学特性等,在信息、材料、能源、生物制药等领域引发了革命性创新。近年来,纳米碳材料以极低的掺量,表现出对水泥基复合材料微观结构、宏观力学性能的改善,同时赋予传统水泥基材料导电性、压阻性等功能特性。本文结合纳米碳材料自身形貌及表面化学特性等,综述了近年来纳米碳材料对水泥水化及微观结构的影响,纳米碳/水泥基复合材料的力学性能及压阻性等,并指出当前存在的问题及未来可能的研究方向。