利用工业废渣低温烧制高贝利特-硫铝酸盐水泥熟料的研究进展

与传统硅酸盐水泥相比,高贝利特硫铝酸盐水泥具有快凝快硬、早强高强、抗冻抗渗、低干缩及耐腐蚀等优良特性。针对粉煤灰、赤泥、矿渣、煤矸石等多种工业废渣的化学和物相特点,总结了其在高贝利特-硫铝酸盐水泥制备过程中的应用研究以及对该熟料水化特性、矿物组成及力学性能的影响,并指出利用工业废渣制备高贝利特-硫铝酸盐水泥未来的主要研究方向。     

再生预拌砂浆综合性能研究进展

主要结合再生预拌干混砂浆的基本特点、工作性能、力学强度及耐久性能对国内外相关文献研究结果进行了总结与分析,并结合具体工程应用给出了建议。通过调控再生预拌干混砂浆的稠度以及相应的2 h稠度损失和砂浆的保水率来保证干混砂浆的工作性。     

巴基管水泥基复合材料的I V特性及力学强度

采用SAA超声分散法制备了4种多壁巴基管 （NMWT）悬浮分散液,研究了PAA对不同NMWT掺量的分散效果;然后将相应的悬浮液混合到水泥中,搅拌成型制备了NMWT水泥基复合材料 （NFRC）.采用四电极法测试了NFRC的I V特性,之后研究了NFRC的抗压强度,并与空白试块的相应性能进行了对比.结果表明,PAA双亲结构特征产生的位阻及静电排斥作用能获得NMWT的较好分散性,但改善效果有限.NMWT的加入能一定程度改善NFRC的I V特性及力学强度:随着NMWT掺量增加,其电阻率 （ρ）呈先降后上升而后又降的趋势;其抗压强度 （σc）呈先被增强后持续削弱的趋势.     

纳米级硅灰及碳管对水泥基材料减振性能的影响

将纳米级超细硅灰(USF)或/与多壁纳米碳管(MWCNT)引入水泥基体制备了3组纳米复合材料,并制备了参比试件(Plain/C).先后采用自由衰减、半功率带宽法及三点弯曲法测试相应试件的阻尼系数(ζ)及抗折强度(σ),以评价USF或/与MWCNT对水泥基减振及力学性能的影响.结果表明:与Plain/C相比,USF的微填充及火山灰效应可显著提高基体的σ,但不利于ζ的提升;中空管状MWCNT的位错、黏滞效应可使复合材料具有良好的减振性能,但分散较差时,MWCNT易形成孔洞缺陷,不利于σ的提升;USF及MWCNT的结合很好地发挥各自优点,SEM显示相互能与基体形成良好的交联增强体系,相应ζ,σ的提高幅度分别达30.21%,24.13%.     

不同减水剂对再生砂浆流变及力学性能的影响

设计了27个配合比,研究了不同种类及掺量的减水剂对再生细骨料砂浆基本工作流变性能与力学性能的影响。结果表明,当粉煤灰掺量为20%时,掺0.55%、0.65%、0.75%的聚羧酸减水剂再生砂浆的2 h稠度损失率和28 d抗压强度分别为20.18%、17.67%、14.89%和18.1 MPa、19.2 MPa、20.5 MPa,均优于同等掺量下的三聚氰胺减水剂和萘系减水剂。     

表面活性剂对碳纳米管在水性体系中分散效果的影响

碳纳米管/水泥基复合材料(MWNT/CC)是一种新型功能材料,而MWNT在水中的分散性直接影响后续制备MWNT/CC的性能。以聚丙烯酸(PAA)、十六烷基三甲基溴化铵(C16TAB)、Triton x100(Tx)3种表面活性剂(SAA)单独或混合作为MWNT的分散剂,探讨了MWNT在水性体系中的分散性及其对Tx的吸附性。采用SAA超声分散法制备了14种MWNT分散液;用浇注成型法使MWNT与水泥复合。结合肉眼观察、TEM&SEM观察及电阻测试来评价MWNT在分散相液、水化产物中的分散性。V(Tx)∶V(PAA)=1∶3时,对MWNT分散效果最好,MWNT/CC的电阻值最低,离散性最小(105.76±5.06 kΩ);TEM及SEM观测表明,MWNT已较好地分散于基体中,两者界面结合紧密。FTIR分析表明,经酸氧化后的MWNT(AT-MWNT)表面带有许多MWNT所没有的亲水团。分光光度计测试得到MWNT和AT-MWNT对不同SAA溶液中Tx的吸附量:AT-MWNT对Tx吸附量达3.69mmol/g,明显比MWNT的2.14 mmol/g多;而PAA或C16TAB的加入使AT-MWNT对Tx吸附量分别降至1.55、1.60mmol/g。     

纳米碳管水泥基复合材料的DC I-V及AC阻抗特性

结合表面活性剂及超声分散方法将0.1%的多壁纳米碳管（MWNTs）掺入水泥基体中,浇筑成型纳米碳管水泥基复合材料（MWNTs/CC）.分别采用DC电源、AC信号源供电,四电极法测试MWNTs/CC及空白参比（Plain/C）试件的DCⅠ-Ⅴ及AC阻抗模图.相比于Plain/C,MWNTs/CC试件的DCⅠ-Ⅴ曲线斜率与线性度有明显的提高;在10^2～10^3Hz的AC频率区间,其AC阻抗模也有显著的降低.表明少量长径比高、电导性佳的MWNTs纤维,在外加电场的作用下就能通过其优良的宏观隧穿效应实现在介电水泥基体中相互导通.     

巴基管水泥基复合材料的I—V特性及力学强度

采用SAA超声分散法制备了4种多壁巴基管（NMWT）悬浮分散液,研究了PAA对不同NMWT掺量的分散效果;然后将相应的悬浮液混合到水泥中,搅拌成型制备了NMWT水泥基复合材料（NFRC）．采用四电极法测试了NFRC的I-V特性,之后研究了NFRC的抗压强度,并与空白试块的相应性能进行了对比．结果表明,PAA双亲结构特征产生的位阻及静电排斥作用能获得NMWT的较好分散性,但改善效果有限．NMWT的加入能一定程度改善NFRC的I-V特性及力学强度：随着NMWT掺量增加,其电阻率（ρ）呈先降后上升而后又降的趋势;其抗压强度（σc）呈先被增强后持续削弱的趋势．     

碳纳米管的分散性及其增强水泥材料力学性能

碳纳米管(MWCNT)在水性体系及水泥基体中的分散性直接影响MWCNT增强水泥基复合材料(MCNTRC)的宏观性能。本文以萘系磺酸盐甲醛缩合物(FDN)、甲基纤维素(MC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)三种表面活性剂(SAA)单独或复合作为MWCNT的水性分散剂,探讨MWCNT的分散效果;借助物理超声波分散和化学CTAB分散,混合浇筑法制备了六组不同掺量MWCNT的MCNTRC,之后对MCNTRC试件的抗折及抗压强度测试,断口SEM观察和能谱分析。结果表明:只有CTAB在w(CTAB):w(MWCNT)为1~3范围时对MWCNT分散效果最好;少量的MWCNT可较好地分散于水泥基体中,并发挥一定的桥联增韧作用,MCNTRC的抗折、抗压强度最高可分别提高17.0%、28.3%;相应SEM图也显示MWCNT在基体中分布均匀,两者结合界面良好。     

巴基管分散性对其复合水泥基材料I-V特性的影响

研究了聚丙烯酸(PAA)或/与壬基酚聚氧乙烯醚(10) (Tx100)对不同多壁巴基管 (MWNT)掺量的分散效果,然后制备了5组MWNT增强水泥基复合材料 (MWNT/CMs).用四电极法测试了MWNT/CMs的I-V特性,并对3组MWNT/CMs中的MWNT分散形貌进行了SEM观察.结果表明:PAA作用难获得MWNT良好分散,尤其MWNT掺量较大时,SEM显示其在基体中多为团聚缠绕状,分布均匀性差;相应MWNT/CM的电阻率(ρ)值均较高,I-V特性的非线性也较明显.PAA与Tx100(Ф(PAA)∶Ф(Tx100)=2)共同作用能良好分散较高掺量的MWNT,SEM显示多数MWNT在基体中有较好的相容分布性;NPT4组MWNT/CM的ρ均只有12.7 Ω·m 左右(ρmax也只有14.8 Ω·m),而相同MWNT掺量的NP4组MWNT/CM的ρ却为429.8 Ω·m,ρmax达1 170.1 Ω·m.