干燥大温差条件下混凝土界面过渡区的研究

采用显微硬度仪和扫描电镜,对比研究了干燥大温差气候条件和标准养护条件下混凝土界面过渡区的结构和形态.研究表明:干燥大温差环境使混凝土界面过渡区的宽度增加,显微硬度降低,过渡区水化产物结构疏松,孔隙率高,与骨料的粘结减弱,有明显的微裂缝产生.界面过渡区的劣化是造成混凝土宏观,性能下降的内在原因之一.因此,又分析了界面过渡区劣化的原因.     

质子核磁共振技术研究水泥早期水化过程

用低场质子核磁共振技术研究了新拌水泥浆体中水的纵向弛豫时间T1的初始分布、加权平均值和总信号量随水化时间的变化及其与早期水化过程的关系.结果表明:初始水化时,T1分布呈2个峰,其中主峰代表填充在水泥颗粒间的水,而次峰表示絮凝结构中的水;T1加权平均值随水化时间的增长呈下降趋势,且其变化趋势与水化过程具有良好的相关性,可以依次划分为初始期、诱导期、加速期和稳定期这4个阶段;T1的弛豫信号总量对应于浆体中的物理结合水量,其相对量随水化时间不断降低,反映了水化反应中物理结合水转变为化学结合水的过程.     

低场核磁共振低温测孔技术表征硬化水泥浆体孔结构

采用低场核磁共振低温测孔技术表征了硬化水泥浆体的孔结构,探讨了水灰比、龄期及掺和料对其孔结构的影响.结果 表明:随着水灰比的增大,硬化水泥浆体的毛细孔含量增大,凝胶孔占比逐渐降低,加权平均孔径逐渐增大;龄期延长使凝胶孔占比逐渐增大,加权平均孔径逐渐降低;纳米CaCO3主要增加40 nm左右毛细孔的量,粉煤灰则主要增加60 nm左右毛细孔的量,活性更强的硅灰则有更强的细化孔径的作用.     

屋面保温材料性能演变及部品节能优化

在夏热冬暖和夏热冬冷2个典型气候区,对关键材料聚氨酯板和真空绝热板进行多场耦合下的热工性能演变试验,在探究关键材料老化机制的同时,采用COMSOL仿真模拟辅助技术,来提高屋面系统部品的保温隔热性能.试验表明:夏热冬冷气候区冻融循环对聚氨酯板绝热性能的破坏程度大于夏热冬暖气候区下湿热老化的侵蚀程度;大部品构件方式为屋面隔热系统中的最佳拼接形式;通过聚氨酯板和真空绝热板的复合优化使得部品综合传热系数降为0.137W/(m~2·K),使用保温级别更高的关键材料后,部品传热系数可降至0.065W/(m~2·K).     

寒冷气候区多场耦合条件下屋面保温材料热工性能的演变

为研究建筑屋面保温关键材料在多场耦合作用下热工性能的演变,以寒冷气候区为背景,在温度、湿度和应力耦合作用下,对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)和真空绝热板(VIP)的热工性能进行试验.研究表明:在寒冷气候区,硬质聚氨酯泡沫塑料的导热系数随循环次数增加而逐渐变大,导热性能下降,有附加应力时,多场耦合作用会加快硬质聚氨酯泡沫塑料的老化;真空绝热板的导热系数随循环次数增加而缓慢增大,多场耦合作用会轻微加快真空绝热板的老化,但附加应力对真空绝热板的老化几乎没有影响.采用三维数字显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了硬质聚氨酯泡沫塑料表面和横截面的微观结构,发现在多场耦合作用下聚氨酯泡孔结构发生了明显变化,在此基础上探讨了保温材料热工性能演变的机理.     

多场耦合循环作用下屋面保温材料耐候性能

对聚氨酯板、泡沫混凝土板和真空绝热板分别展开冻融、湿热、干湿、高低温和多场耦合循环作用下的耐候性能试验,并结合荷载和湿度等因素对屋面保温复合材料及部品的传热规律和施工过程进行模拟.结果表明:泡沫混凝土板和聚氨酯板在耐候性能试验中质量损失率较大,导热系数随时间延长逐渐上升;而真空绝热板在表面阻隔膜不被刺穿的情况下,其导热系数和质量损失率无显著变化.模拟计算的结果表明:当考虑结构变形时,部品底部温度增长5%.     

沸石负载TiO_2光催化水泥基材料的制备与性能研究

光催化技术在污水处理方面具有成本低、效率高和环境友好等特点,是近年来环境领域重点开发的新技术。以钛酸四丁酯为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备TiO_2溶胶,采用浸润法制备TiO_2/沸石光催化剂,采用XRD表征光催化剂的化学组成。将TiO_2/沸石光催化剂均匀洒布于水泥基材料上制备光催化水泥基材料,并研究其光催化性能。研究煅烧温度、TiO_2负载量、p H值对亚甲基蓝降解效率的影响。结果表明:煅烧温度为200℃时,制备的TiO_2光催化性能最佳;TiO_2负载量越高,亚甲基蓝溶液p H值越低,光催化效率越好;沸石负载TiO_2后两者相结合产生了协同效应,起到了"超叠加"效果,极大地提高了光催化降解效率。     

水泥浆体中可蒸发水的1H核磁共振弛豫特征及状态演变

利用低场质子核磁共振方法研究了硬化水泥浆体中可蒸发水的横向弛豫特征及其状态演变.结果表明:随着龄期的增长,可蒸发水的弛豫时间分布逐渐趋向于短弛豫时间,主峰平均弛豫时间降低,凝胶水相对含量不断增大,毛细水含量降低.由于浆体内部水化产物的填充使得孔结构细化,可蒸发水集中在小孔隙中,并主要以凝胶水的形式存在.     

以煤矸石和粉煤灰为混合材的水泥生命周期环境影响评价

采用LCA（生命周期评价）方法,对比研究了广州某水泥厂采用煤矸石和粉煤灰作混合材前后,分别生产的P·O42.5R水泥和P·Ⅱ42.5R水泥在整个生产过程的环境影响,并对评价结果进行了分析。选定气候变化（GWP）、环境酸化（AP）、非生物资源消耗（ADP）、富营养化（EP）、可吸入无机物（RI）以及光化学臭氧合成（POFP）6种环境影响类型指标作为评价指标。经过LCA计算得出,在水泥粉磨过程中加入3.34%的煤矸石和3.32%的粉煤灰,对水泥生产过程的六种环境影响类型指标均有降低作用,GWP、ADP、AP、EP、RI和POFP分别降低8.52%、9.18%、9.09%、8.68%、8.88%和8.29%。