改性处理对水稻秸秆纤维结构和性能的影响

采用酸处理、碱处理与球磨研磨相结合对水稻秸秆纤维进行改性处理。通过红外光谱(FT-IR)、广角X射线衍射(XRD)、热失重分析(TGA)等表征方法对处理前后的水稻秸秆纤维的结构与性能进行了测试分析。FT-IR结果表明,酸、碱化学处理方法能有效去除水稻秸秆中的木质素和半纤维素。XRD结果揭示了处理后的秸秆纤维的结晶度得到提高。TGA测试表明,经酸、碱改性处理后,秸秆纤维的热稳定性得到改善,分解温度提高。酸处理和碱处理均可以有效去除部分杂质,达到纯化稻草秸秆的目的,提高水稻秸秆中纤维素的比例。     

聚合物改性水泥基材料研究进展

讨论了聚合物改性水泥基材料的历史、性能及改性机理。从力学性能及韧性、耐久性两方面说明了聚合物改性水泥基材料性能,从微观形貌、孔结构和聚合物与水泥基体的作用三方面详细讨论改性机理。最后,对聚合物改性水泥基材料的发展趋势进行了讨论。     

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.     

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.     

新型铝改性硅胶吸附材料的制备与性能

陶瓷纤维纸经水玻璃、酸性铝盐溶液顺次浸渍得到新型铝改性硅胶吸附材料．反应的优化条件为：水玻璃浓度26．6wt％、铝盐浓度10wt％、溶液pH值1．8．^29Si和^27AlMAS NMR谱显示：铝替代硅进入SiO4硅氧四面体结构单元，但并不影响其骨架结构；红外光谱显示Si—OH对称伸缩振动峰由968cm^-1移至Si(Al)-OH的954cm^-1；扫描电镜图表明铝改性硅胶能较好地分散在瓦楞陶瓷纤维表面及其孔隙中；X射线能谱(EDS)揭示材料表面微区Al^3 的存在与含量,孔隙分析显示材料起吸附作用的主要为中孔；由于铝离子改性，新型吸附材料的吸附性能、耐热性能及机械强度等均优于同等条件下反应生成的硅胶．     

合成纤维种类对水泥基材料干缩开裂形态的影响

研究了相同体积掺量下(均为0.5%),聚丙烯(PP)纤维、尼龙单丝(Nycon RC)纤维和尼龙网状(MultiMesh)纤维对水泥基材料干缩开裂形态的影响.通过圆环法的对比实验,发现纤维表观形状和纤维直径对水泥基材料抗干缩开裂性能和裂缝分布有显著影响.基准水泥基材料呈现单一裂缝破坏模式,而合成纤维水泥基材料呈现了双缝或多缝开裂模式.结合SEM微观测试,分析了合成纤维与水泥基材料的界面性能,探讨了不同纤维种类限制水泥基于缩开裂的作用机理.     

聚乙烯醇乳液改性对汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料性能的影响

为解决汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料力学性能较差的问题,本文提出采用聚乙烯醇(PVA)乳液对汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料进行改性.在优化秸秆纤维的粒径和掺入量后,采用PVA乳液与秸秆纤维和水泥进行共混成型,制备了改性后的汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料.研究了不同质量比的PVA乳液对汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料的抗折强度、密...     

石墨烯改性水泥基材料的力学和收缩性能

研究了石墨烯对水泥基复合材料的抗压抗折强度、劈裂抗拉强度、流变性能等力学性能的影响,及石墨烯对水泥砂浆自收缩和干燥收缩等变形性能的影响.结果表明:石墨烯会增加水泥浆体的粘度,水泥净浆的流变特性符合宾汉姆流体模型;掺加适量石墨烯能够提升水泥基材料的力学性能,并且对水泥基材料的自收缩及干燥收缩具有显著的抑制效果.力学和收缩...     

纳米改性水泥基材料功能化研究进展

传统水泥基材料功能单一,无法满足现代社会快速发展的物质文明与复杂工程需求。现代建筑的智能化进程对水泥基材料的发展提出了新挑战,除了满足高强度、高耐久性等基本要求,还需要其具有多样化的附加性能(如保温、耐火、自清洁、电磁屏蔽以及离子固化等),以推动现代建筑的多功能化发展,实现建筑的智慧化转型,布局智慧城市建设。此外,为响应国家新材料新能源发展战略的要求,建筑的节能环保效应成为了水泥基材料发展与应用的又一重大难题。因此,越来越多的研究致力于纳米改性水泥基材料的多功能化发展,旨在为现代水泥基材料的绿色转型及建筑的智慧化转型提供应用基础。本文从纳米SiO₂、纳米TiO₂、碳纳米管(CNT)及氧化石墨烯(GO)等纳米材料对水泥基材料的功能化改性入手,比较与分析了不同纳米材料的特性、掺入方式及掺量等因素对水泥基材料功能化改性性能的影响;从材料层面分析了不同改性方式对水泥基材料功能化的主要影响机理。最后,本文以“纳米改性-功能化”对应关系的建立为前提,提出了纳米改性水泥基材料多功能协同发展的概念,为现代建筑绿色可持续发展提供依据并提出了展望。     

速凝3D打印水泥基材料的制备

分别以快硬硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥作为基本胶凝材料,辅以减水剂、促凝剂、体积稳定剂等,制备了2个系列的速凝3D打印水泥基材料,以期实现快速打印.实验结果表明,制备的速凝3D打印水泥基材料能够将凝结时间控制在5～20 min;打印试件建造性能良好,整体变形量<5％,最底层变形量<10％;具有较高的早期和后期强度,模拟...     

基于溶胶凝胶法改性的硅藻土对水泥基材料性能的影响

采用溶胶凝胶法对硅藻土进行改性,然后研究改性前后的硅藻土对水泥净浆(标准稠度用水量、凝结时间)及砂浆性能(力学性能、调湿性能)的影响。研究结果表明:(1)经改性后的硅藻土比表面积由初始的2.76m~2/g增大到158.52m~2/g,平均孔径由初始的3.82nm减小到1.41nm。(2)改性前后的硅藻土水泥净浆标准稠度用水量均高于纯水泥的标准稠度用水量,且随着硅藻土掺量的增加而逐渐增大;随着改性前后硅藻土掺量的增加,水泥初凝时间延长,终凝时间缩短。另外,在硅藻土掺量相同的条件下,改性硅藻土时凝结时间较原状硅藻土水泥凝结时间短。(3)改性后硅藻土的水泥砂浆强度较原状硅藻土的水泥砂浆高;随着改性前后硅藻土掺量的增加,水泥砂浆的强度均逐渐降低,而水泥砂浆吸、放湿率逐渐增大。另外,改性前后的硅藻土掺量相同时,改性后硅藻土的水泥砂浆吸、放湿率大于改性前的硅藻土水泥砂浆的吸、放湿率。(4)X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果表明,改性硅藻土的水泥砂浆较原状硅藻土的水泥砂浆有更多的水化产物,且硬化体结构更加致密。     

纳米CaCO_3中间体对水泥基材料性能的影响

以纳米CaCO3中间体为研究对象。采用凝结时间、力学性能、XRD和SEM测试方法,研究了不同掺量纳米CaCO3中间体对水泥基材料性能的影响,掺量分别为0%、0.5%、1%和2%。结果表明：纳米CaCO3中间体可明显提高水泥抗压强度,掺量1%时,12h、72h和28d龄期的浆体抗压强度分别比基准提高了54%、24%和39%;掺纳米CaCO3中间体后,水泥的需水量变化不大,但凝结时间随掺量的增加而缩短;纳米CaCO3中间体通过晶核作用,细化水化产物晶型,降低孔隙率,改善微观结构,从而提高水泥基材料的抗压强度。     

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%.     

碳纳米管改性水泥基注浆材料的制备及性能研究

碳纳米管具有大的比表面积和优异的力学性能,是水泥基注浆材料的优异填料。以普通硅酸盐水泥P.O 42.5为基体材料,多壁碳纳米管为填料,制备了不同碳纳米管掺杂量(0,0.3%,0.6%和0.9%(质量分数))的改性水泥基注浆材料,研究了注浆材料的晶体结构、微观形貌、力学性能和碳化性能。结果表明,掺入碳纳米管后,加速了水化反应,但没有新物质产生,碳纳米管呈短杆状与长杆状均匀分布于水泥基体间,形成“桥联作用”,提高了水泥基体之间的结合力,改善了注浆材料的强度和韧性;随着碳纳米管掺杂量的增加,注浆材料的抗压强度和抗折强度均表现出先升高后轻微降低的趋势,而碳化深度呈现出先降低后升高的趋势;当碳纳米管掺杂量为0.6%(质量分数)时,注浆材料7和28 d的抗压强度达到最大值89.95和97.42 MPa,抗折强度也达到最大值10.92和15.82 MPa,而碳化深度则达到了最低值14.54和26.47 mm。综合分析可知,碳纳米管的最佳掺杂量为0.6%(质量分数)。     

包覆改性对富锂锰基材料性能的影响

富锂锰基材料(LMNC)由于电压平台高、比容量高,在锂电池材料研究中受到广泛关注。针对LMNC材料在首次充放电过程中不可逆容量损失较大、倍率性能差等问题,运用包覆改性方法改善材料性能。首先采用溶胶-凝胶法制备LMNC富锂锰基材料,采用Nb₂O₅、SiO₂、钛酸锂进行包覆改性,并通过激光粒度测试仪、XRD、SEM等方法对材料的宏观形貌和微观结构进行测试表征。结果发现,Nb₂O₅、SiO₂包覆改性使材料性能变差,钛酸锂包覆改性后材料的放电比容量提升了10~20mAh/g。     

化学改性芳纶纤维增强水泥基复合材料的性能

采用化学改性法对芳纶纤维进行表面处理, 研究了改性前后芳纶纤维对水泥基复合材料强度及抗冲击性能的影响。结果表明: 芳纶纤维的掺入可以提高水泥砂浆的抗折强度和抗冲击性能, 经化学改性后的芳纶纤维增强效果更加明显。当掺杂纤维的体积分数为1.0%时, 化学改性前后芳纶纤维增强水泥砂浆试样与基准砂浆试样相比, 其28天抗折强度分别提高了15.18%和23.85%, 抗冲击韧性分别提高了276.74%和294.54%。采用SEM对芳纶纤维表面微观形貌及试样断口形貌进行了观察, 利用XPS对改性前后芳纶纤维表面元素变化进行了研究, 探讨了芳纶纤维对水泥砂浆的增强机制。