水泥混凝土桥面水泥基防水黏结层材料性能评价

为了使水泥混凝土桥面水泥基防水黏结层兼具优异的防水性能和黏结性能,开发了一种新型水泥基防水黏结层材料,选用3种传统沥青基材料(SBS改性沥青、橡胶沥青、水性环氧树脂改性乳化沥青)与其进行性能对比.通过剪切试验确定了水泥混凝土桥面板的最佳处理方式以及水泥基防水黏结层材料的最佳凝结时间.利用斜剪和拉拔试验分别评价了不同温度、浸水和冻融循环等因素对水泥基和沥青基防水黏结层材料强度的影响规律.试验结果表明:水泥混凝土桥面板宜采用拉毛处理,水泥基防水黏结层材料的最佳凝结时间为0. 5 h;随着温度的升高,水泥基和沥青基防水黏结层材料的剪切和拉拔强度均呈线性下降,但水泥基防水黏结层材料的剪切和拉拔强度下降幅度明显低于3种沥青基材料,在70℃高温条件下,3种沥青基材料的剪切和拉拔强度接近0 MPa,而水泥基材料的剪切和拉拔强度仍能分别达1. 37、0. 36 MPa,说明水泥基防水黏结层材料的耐高温性能优异;浸水和冻融循环对水泥基防水黏结层材料的剪切和拉拔强度的影响远小于其对沥青基材料的影响,这主要得益于水泥基防水黏结材料在有水条件下持续的水化反应.     

低掺量乳胶粉与矿粉复合改性的PCM的性能

本文研究了低掺量乳胶粉聚合物水泥基材料(PCM)的各项技术性能。试验结果表明通过采用磨细矿粉与乳胶粉复合改性可以在一定程度上避免聚合物用于填充孔隙而造成材料的浪费和造价的提高,从而为采用低聚灰比的PCM奠定了理论基础和实验基础。     

聚丙烯酸酯乳液改性砂浆微观结构与改性机理

为了研究聚丙烯酸酯乳液(PA)改性砂浆硬化过程中微观结构的形成过程及改性机理,分析PA聚合物乳液在新拌水泥砂浆中的吸附特性,并模拟孔隙溶液和PA乳液之间相互作用.同时采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDX)法表征了PA改性砂浆微观结构的演化过程.试验结果表明,PA颗粒将与孔隙溶液中的钙离子发生化学反应,PA聚合物将以不同的形态吸附在水泥砂浆的局部部位.在此基础上,考虑PA聚合物改性乳液与水泥基材料的反应,提出一种改进的聚合物改性与微观结构形成模型.这对研究聚合物改性水泥基材料的力学性能与推广聚合物改性水泥基材料在工程中的应用具有重要意义.     

聚丙烯酸酯乳液改性砂浆微观结构与改性机理

为了研究聚丙烯酸酯乳液（PA）改性砂浆硬化过程中微观结构的形成过程及改性机理,分析PA聚合物乳液在新拌水泥砂浆中的吸附特性,并模拟孔隙溶液和PA乳液之间相互作用.同时采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDX）法表征了PA改性砂浆微观结构的演化过程.试验结果表明,PA颗粒将与孔隙溶液中的钙离子发生化学反应,PA聚合物将以不同的形态吸附在水泥砂浆的局部部位.在此基础上,考虑PA聚合物改性乳液与水泥基材料的反应,提出一种改进的聚合物改性与微观结构形成模型.这对研究聚合物改性水泥基材料的力学性能与推广聚合物改性水泥基材料在工程中的应用具有重要意义.     

水泥-高钙粉煤灰改良泥炭质土力学性能研究

为研究水泥与高钙粉煤灰作为添加剂对云南昆明滇池地区泥炭质土改良的可行性和改良效果,分别对泥炭质土和不同掺量下单一掺入改性材料(水泥、粉煤灰、高钙粉煤灰)以及混合掺入改性材料(水泥粉煤灰、水泥高钙粉煤灰)的改性土进行击实试验、渗透试验、标准固结试验、直剪试验和无侧限抗压试验,通过对比分析泥炭质土和各改性土的力学性质试验结果,得出最佳改良方案。结果表明:单一掺料水泥、粉煤灰、高钙粉煤灰和混合掺料水泥粉煤灰以及水泥高钙粉煤灰都对泥炭质土力学性能具有一定的改良效果,其中混合掺料水泥粉煤灰和水泥高钙粉煤灰对泥炭质土的改良效果要优于单一改性材料,且当泥炭质土里掺入6%水泥+12%高钙粉煤灰时,改良效果最佳。     

干燥作用对水泥基材料影响的研究

水泥基材料在适宜的环境中养护成熟后其内部多余的自由水分会不断的挥发到空气中,材料也从饱和状态过渡到非饱和状态,其力学性质也相应的发生改变.首先通过物理实验研究水泥基材料在干燥过程中其主要力学性能的发展,然后建立损伤-弹塑性-干燥耦合模型来描述水泥基材料在不同的饱和度下的力学表现.模型计算的结果同实验数据的比较表明:所建立的模型能够很好的反映水泥基材料的力学性能在干燥过程中的变化.     

不同尺度纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能

为研究不同尺度纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能,对单掺和复掺碳酸钙晶须、聚乙烯醇（PVA）纤维的水泥基材料分别进行电通量试验、电镜扫描观测及基本力学性能试验,分析不同纤维尺度、掺量及复合比例对水泥基材料抗氯离子渗透性能和基本力学性能的影响规律,并基于试验结果给出了多纤维复合增强水泥基材料的氯离子侵蚀深度计算模型。结果表明,不同尺度纤维可在不同结构层次上发挥对水泥基材料的增强作用,使得多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能明显优于单一纤维增强水泥基材料;多纤维复合材料的抗压强度与氯离子侵蚀深度及电通量大致呈反比例关系;当复合材料的抗压强度提高13.6%时,其氯离子侵蚀深度和总电通量则分别降低39.1%和44.7%;建立的氯离子侵蚀深度计算模型,可用于多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透和侵蚀性能评估。     

多尺度纤维复合增强水泥基材料的力学性能

为改善水泥基材料抗拉强度低、韧性差以及易开裂等性能缺陷,采用微米级碳酸钙晶须和厘米级短切耐碱玻璃纤维复合增强高性能水泥基材料,并对不同纤维增强水泥基材料的基本力学性能进行研究.结果表明:微观碳酸钙晶须和宏观耐碱玻璃纤维均有利于水泥基材料力学性能的提高,且提高程度与纤维(或晶须)掺量及长度相关;采用碳酸钙晶须和耐碱玻璃纤...     

矿用水泥基注浆材料的发展及展望

水泥注浆材料是注浆技术的关键环节,由于结石体强度高、价格低廉、材料来源丰富且无毒,在煤炭行业巷道围岩加固、软岩矿井、矿山充填、堵水防渗及防突水工程等领域发挥关键作用.采用一定工艺技术或掺入合适外加剂,是改善水泥浆液性能、提高结石体力学特性并获得高性能、多功能和绿色环保注浆材料的有效途径.本文提出了矿用注浆材料体系框架,包括注浆理论、注浆材料、注浆设备、注浆工艺及工程应用;综述了近年来矿用水泥基注浆材料的研究成果,包括超细水泥基注浆材料、粉煤灰-水泥注浆材料、水泥-水玻璃注浆材料和其他类水泥基注浆材料,如聚氨酯-水泥、氧化石墨烯-水泥、纳米材料-水泥、活化煤矸石/矿渣-水泥、纤维-水泥基材料,归纳了不同矿用水泥基浆液的优点、缺点及工程应用条件;介绍了矿用水泥基注浆材料在煤矿围岩加固、矿山充填、堵水防渗及钻孔封堵领域的工程应用,并展望了矿用水泥基注浆材料的发展趋势,为我国煤矿注浆材料的研发指明方向.     

高强石膏的制备及性能影响因素研究

使用蒸压法和水热合成法制备高强石膏材料，通过正交试验确定了蒸压法制备高强石膏的工艺，探讨了不同石膏品种、不同制备工艺、转晶剂的加入量对高强石膏性能的影响。制得了2h抗压强度超过14MPa的高强石膏材料。     

改性生土坯抗压性能试验研究

为研究改性生土坯受力性能,通过添加不同比例的黏土、水泥、石灰等材料制作生土坯,进行受压性能试验研究,寻找最佳改性生土坯添加料配合比。结果表明:增加黏土质量份数配合比,改性生土坯的抗压强度虽略有提高,但变化不大。改性生土坯抗压强度随着水泥含量增加呈直线上升趋势,随着石灰含量的增加,改性生土坯抗压强度先提高后降低,质量分数为18%时抗压强度最高。从总体看,改性生土坯抗压强度较高,它不仅能有效弥补素土坯抗压强度低的缺点,而且还具有免烧结、成型快等优点,并能减少工业污染。     

碳纤维混凝土的机敏特性研究

制作了体积掺量分别为(0.0%、0.2%、0.4%、0.8%和1.2%)的碳纤维水泥基材料,试件为100 mm×100 mm×100 mm的立方体.并比较其电导性能,试验研究了不同碳纤维掺量的混凝土在单调和循环荷载作用下其压应力和电阻率的关系.结果表明:随碳纤维掺量增大,阻抗曲线逐渐向左移动,在三维空间随机分布的纤维逐渐聚集并彼此连接,使复合材料的电导性能大幅增加.当碳纤维体积掺量同为1.0%时,不同龄期材料的交流阻抗谱相差很大,随着水化龄期的增长,C-S-H凝胶大量形成,水泥基材料中的溶液电阻逐渐增大,此时作为导电性分散相的碳纤维将起电导的主导作用.随着外部荷载的增加,基准水泥基材料的导电性几乎无变化,直到破坏时,电阻变化率剧烈增大,而碳纤维水泥基材料在弹性阶段其电阻变化率随内部应力线性增加,当接近峰值荷载时,电阻率才逐渐增大,预示试件即将破坏.     

聚丙烯酰胺-高铝水泥复合材料界面粘结特性研究

新型高强聚合物水泥——MDF 水泥材料具有很好的抗弯曲性能。这种特性来自复合材料体内界面的增强机理。本文运用显微图象、XPS 表面分析技术和粘结断面分析的实验方法,研究了聚丙烯酰胺与高铝水泥在复合界面上的粘结特性,并讨论了它们对材料性能的作用。     

超轻质高延性水泥基材料力学性能研究

采用三种不同类型的空心微珠开发了一种新型多功能超轻质高延性水泥基材料(Ultra-lightweight high ductility cement composite:ULHDCC).采用空心微珠作为填料使混凝土密度降低,基于强度和能量准则,采用聚乙烯纤维(PE)改性增强了ULHDCC的延性.通过实验研究了其基本力学性能如抗压强度、直接拉伸强度、导热性能和微观结构等性能.实验结果显示开发的ULHDCC的表观密度为850～920 kg/m~3,但抗压强度高达20～33 MPa,1%体积掺量PE纤维下其直接拉伸应变能力仍可达8%.导热系数低至0.152 W/m·K.ULHDCC材料可应用于浮体结构、轻型楼板、装配式建筑内外墙板、屋面和加固修复材料等.     

碳纳米管/羧甲基纤维素钠杂化材料修饰电极的制备及其电化学性能研究

伴随着纯电动汽车、利用清洁能源的高效储蓄和便携式电子产品的飞速发展,寻找具有高功率密度、低成本、高可靠性、环保且寿命长的新型电化学储能材料与器件迫在眉睫.纤维素是一种自然形成的有机聚合物,其自身良好的生物相容性和可降解性使其在新能源材料应用上备受关注.近年来,天然纤维素微纳化与新型纤维素衍生材料制备的工程化,显著扩大了纤维素基材料在新能源领域的应用范围.通过杂化、物理共混、化学改性、掺杂与互穿等方式,构建与制备纤维素基高性能绿色环保储能材料具有理论研究价值和应用潜力.将羧甲基纤维素钠作为碳纳米管的分散剂构建杂化体系,使碳纳米管的电化学性能得以充分发挥,通过对溶剂配比、PH酸碱度等影响因素的探索,得到制备电化学性能优异的杂化体系的最佳实验条件,该杂化体系修饰后的电极材料具备构建超级电容器的巨大潜力.     

新型放射性废物固化胶凝材料的研究

研究了新型放射性废物固化胶凝材料－富铝碱矿渣粘土矿物的胶凝材料（ＲＡＡＡＳＣＭ）的组成及其浆体的某些性能。结果表明,热活化高岭土、新疆沸石、改性凹凸棒粘土是富铝碱矿渣粘土矿物胶凝材料较好的组成材料。该胶凝材料浆体具有高强、较低孔隙率、较少的有害孔、抗硫酸盐侵蚀和耐辐照性能好的特点。以此材料为基材的模拟放射性废物固化体Ｓｒ＾２＋、Ｃｓ＾＋的浸出率较低。     

改性钢渣水泥基材料早强性能研究与应用

“实现碳达峰、碳中和”作为国家的重大战略决策,各行业都要为节能减排事业做出贡献,钢渣作为一种可再利用材料备受青睐。本文设计试验采用控制变量法和正交试验法,以改性钢渣粉末（以下称MSP）和普通硅酸盐水泥为主要原料,添加粉煤灰、硅灰、膨胀剂和减水剂等材料制备试样,并测量其1d力学性能。通过对试验结果进行对比分析,了解MSP掺入对水泥基材料早期和晚期强度发展的影响规律。试验结果表明,掺加MSP可以加快水泥基材料凝结速度,显著提高水泥基材料的早期强度。通过正交试验结果筛选出的最优早强水泥基材料,MSP最佳掺量为11%,粉煤灰最佳掺量为4%,减水剂最佳掺量为0.3%,最佳水灰比为0.20,1d抗折强度和抗压强度最大可以达到6.47 MPa和36.64 MPa。用于某钢结构支护体系中,可以满足早强性能要求和实际工程需要。     

吸声材料构造形式对吸声效果的影响

采用驻波法测定纸基和多孔水泥基材料在不同构造形式下的吸声系数 ,探讨了材料表面孔洞结构、刻槽深度和吸声单元尺寸等因素对吸声效果的影响。结果表明 ,随着三角形空腔尺寸的减小 ,吸声系数增大 ;水泥基多孔材料吸声效果随着刻槽深度的提高而提高 ,而刻槽单元大小的影响不显著     

含盐陶粒混凝土的盐分释放特性及路用性能

为了探究含盐陶粒表面聚合物改性水泥净浆的盐分缓释性能和不同掺量含盐陶粒对混凝土路用性能的影响,通过电导率分析法和相关力学试验,对不同掺量的含盐陶粒混凝土盐分析出量及路用性能进行了分析.研究结果表明:聚合物改性水泥净浆具有良好的盐分缓释性能;含盐陶粒的蓄盐量受动水冲刷和含盐陶粒表面覆裹层材料的磨损影响较大;含盐陶粒混凝土较普通混凝土具有更好的抑冻性能,当含盐陶粒对骨料碎石的替代率为100%时,在-2℃的环境温度下,试件表面完全冻结所需时间延长至70 min,是普通混凝土的4.67倍;含盐陶粒的掺量对混凝土的力学性能和耐磨性能均存在一定影响.     

聚合物改性黏结砂浆的性能研究

根据加气混凝土用黏结砂浆不同的界面破坏形式,综合评价加气混凝土用黏结砂浆的黏接性能,并通过正交设计试验对黏结砂浆进行聚合物改性研究,探讨了羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)、聚乙烯醇(PVA)和α型高强石膏对砂浆各项性能的影响.试验表明,聚合物改性黏结砂浆的最佳配比为:水胶比为0.525,α型半水石膏的掺量为50%,HPMC的掺量为0.50%,PVA的掺量为0.5%.最终产物的抗折强度为3.51 MPa,抗压强度为9.00 MPa,折压比为0.39,拉伸黏结强度为0.315 MPa,基材破坏率为100%.