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.     

水泥基材料表面渗透防护材料技术研究进展

通过表面渗透防护增强是一种新的增强水泥基材料耐久性防护方式,提高表面抗水能力可提高水泥基材料表面抗水载有害离子侵蚀的能力,主要介绍了防护材料达到防护效果的基本性能要求,并分析了水性、膏状、乳液型、溶剂型4种防护材料的研究进展。     

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。     

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.     

木质纤维素类生物基材料研究进展

木质纤维素类生物质作为重要的可再生资源,不仅可以转化为能源及化工品,还可以合成相关的生物基材料。本文综述了以木质纤维素类生物质各组分为原料合成的生物基材料的种类、方法和应用,发现生物质是很好的化石材料替代品。直接将生物质各组分进行生物基材料合成会缩小其应用范围,运用化学改性方法对生物质各组分进行化学改性后再合成生物基材料,可以优化材料的一些性能,其中,基于生物质绿色、可降解和无污染的天然特性,在污水处理和替代相关石油基材料的原料方面其将发挥更重要的作用。     

钠离子电池碳基负极材料的研究进展

由于能源资源短缺和环境问题,开发新型储能材料迫在眉睫。锂离子电池应用广泛,但其在地壳中的含量较低,限制了它的发展。钠与锂具有相似的化学性质,可以替代锂成为新一代储能材料。碳基储钠负极材料分为天然石墨、石墨烯、软碳材料和硬碳材料。重点介绍了这些碳材料的定义、存在的问题和解决方案,对碳材料的改性及其在钠离子电池中的应用有一定的指导意义。     

纸基超疏水材料制备及应用的研究进展

目的 使相关研究者快速了解纸基超疏水材料的制备方法和应用,并为开发新型纸基超疏水材料提供思路和参考。方法 对超疏水的理论模型进行概述,按照制备方法分类总结纸基超疏水材料的研究进展,对各类制备方法的优缺点进行评述。结果 制备纸基超疏水材料的方法主要有表面涂布法、静电纺丝技术、浸渍涂布法、表面化学改性法、层层组装法、相分离法、非溶剂蒸汽法、超临界溶液快速膨胀技术等,其中表面涂布法和浸渍涂布法具有成本低廉、操作简单、易于实现大规模生产等优点,应用最为广泛。结论 纸基超疏水材料的绿色制备及多功能纸基超疏水材料的开发是该领域未来发展的主要方向。     

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。     

纤维增强碱激发水泥基材料的研究进展

碱激发水泥力学性能优异,化学耐久性强,是新型胶凝材料。本文综合评述了国内外关于纤维增强碱激发水泥基材料的研究进展,总结了各种纤维对碱激发水泥基材料性能的影响,重点介绍了钢纤维、聚丙烯纤维和玄武岩纤维对碱激发水泥基材料的力学性能、收缩开裂及耐久性的影响,并提出了当前纤维增强碱激发水泥基材料研究中存在的问题和今后的研究方向。     

高聚物光学流变特性测试方法进展

高聚物流变学主要描述高聚物溶液／熔体在流动条件下的行为,光学测试方法是流变学微观研究中的一种有效手段。文中介绍了高聚物的光学流变特性和常用的光学测试方法,并总结了光学测试技术发展及其在高聚物研究中的应用情况。     

用于光盘的信息复制材料及其在温度场中的稳定性

选择丙烯酸酯基固休膜作为光盘信息复制材料，测量了其在７８０ｎｍ处的吸收系数，并进行了ＴＧＡ和ＤＳＣ热分析，根据热吸收理论，计算了ＲＯＭ光盘膜层中由激光辐照引起的温度场分布，结果表明，信息复制层在温度场中具有较高的稳定性。     

聚碳酸酯球晶的形态结构研究

利用偏光显微镜和透射电子显微镜观察了聚碳酸酯(PC)溶液结晶的形态结构,PC在苯酚-四氯乙烷溶液中根据结晶温度的不同可生成带状球晶、延伸球晶、负球晶和层状球晶结构。     

光纤辐射计的研究

本文探讨了用光纤传感器实现温度测量的辐射计。用石英光纤束实现了非接触200～600℃的温度测量。温度分辨率为±0.5℃。理论研究表明,光纤束与被测目标直接耦合方式使仪器定标和使用很方便。     

炭纤维轻体光学反射镜镜体的试制

光学反射镜是光学系统的基础元器件,应用十分广泛。轻体光学反射镜是适应高效技术,特别是航天技术与国防军工的发展需要而提出的新器件。炭纤维增强树脂基复合材料,密度小,比强,比模高、热稳定性好,环境适应性强,是制作 轻体反射镜镜体的理想材料。     

光纤通信系统中器件的总剂量效应研究进展

光纤通信系统的诸多优点,使其可能在空间得到广泛应用。着重介绍了光纤通信系统的基本组成、特点及总剂量效应研究方面的进展。     

热致形状记忆高分子的研究进展

综述了热致形状记忆高分子的研究现状,分析了其形状记忆机理,并根据高分子的粘弹理论提出了形状记忆的数学模型,进而介绍了它的实际应用。     

空心光纤在复合材料断裂位置测量中的研究

损伤监测与断裂修复是复合材料研究的难题之一。利用空心光纤注胶来实现复合材料的自诊断、自修复是一种行之有效的方法。由此对空心光纤的传光机理做了详细的研究和分析,并介绍了利用空心光纤对复合材料断裂位置进行测量的原理、方法及实验研究。首先给出了空心光纤的性能,其次介绍了利用测量光纤衰减特性的剪断方法来进行复合材料断裂位置的研究,最后介绍了Y型耦合器在断裂位置研究中的实用性,并以一个系统的实验原理图作为整个研究的小结。     

新型有机/无机复合材料的合成及其二阶非线性光学特性

以 γ-异氰酸基丙基三乙氧基硅烷 (简称 ICPTEOS)作中间体 ,用溶胶 -凝胶法 (Sol- Gel)合成了含对硝基偶氮苯酚 (NHA)生色团的新型键合型有机 /无机复合非线性光学 (NLO)材料 ,在这种有机生色团与无机玻璃键合形成的交联网络结构中 ,无机玻璃的刚性三维结构和优良的高温稳定性能有效抑制NLO生色团的极化松弛。二次谐波信号 (SHG)测量表明 :合成的键合型聚合物膜的二阶非线性光学系数 (d3 3 )值可达 2 .0 1× 10 -7esu;NL O稳定性也较好 ,在室温下放置 90 d,其 d3 3 值能维持初始值的92 .1% ;在 10 0℃放置 30 0 min,其 d3 3 值仍能维持初始值的 5 7.3%。     

含核－壳聚合物共混体系PC／PBA－cs－PMMA的研究

将聚碳酸酯（ＰＣ）和聚丙烯酸丁酯－聚甲基丙烯酸甲酯核－壳聚合物（ＰＢＡ－ｃｓ－ＰＭＭＡ），采用密炼机以不同条件机械混合。经力学性能测试、形态结构观察和转变行为表征表明，ＰＣ与ＰＭＭＡ具有一定的相容性，ＰＢＡ－ｃｓ－ＰＭＭＡ能很好地分散在ＰＣ中，当其含量超过１０％，共混物的冲击强度值为ＰＣ的１０余倍，是ＰＣ的良好增韧剂。增韧机理属银纹和剪切屈服共存。