氧化石墨烯纳米片层对水泥基复合材料微观结构和性能的影响

通过对石墨进行氧化和超声波分散制备了氧化石墨烯纳米片层(GON)分散液,研究了GON对水泥复合材料微观结构和性能的影响。结果表明,GON能够调控水泥水化产物形成规整多面体状晶体及促使水泥基复合材料形成具有花状形貌的规整结构,使水泥基复合材料的抗压强度及抗折强度有明显的提高。研究认为,GON对水泥水化产物的形成有模板效应,能够促使水泥水化产物成为规整的多面体状晶体,这些多面体状晶体通过交织形成了规整有序的微观结构,研究结果对于提高水泥基复合材料强度和耐久性具有积极意义。     

晶种对耐碱玻纤道路水泥基材孔结构的影响

探讨了晶种的掺加对耐碱玻璃纤维道路水泥基材料孔结构的影响.试验研究表明,晶种的掺入强化了水泥的水化环境,使得耐碱玻璃纤维的损伤加速,纤维损伤的程度加剧,导致耐碱玻璃纤维道路水泥基材料的孔结构劣化,大大影响复合材料的强度和性能.     

纳米碳黑改善水泥基复合材料力学性能及其压敏性研究

对不同掺量纳米碳黑（33nm）的水泥基复合材料进行了研究,发现掺入一定量的纳米碳黑可以使水泥基复合材料的抗压、抗折强度明显提高。用扫描电镜对水泥基复合材料进行微观结构分析,结果表明,纳米碳黑的尺寸小,能较均匀地分散在水泥基材料中,对水泥基材料的孔隙具有填充作用,并且能与水泥水化物紧密结合。因此,掺入适量的纳米碳黑改善了材料的微观孔结构,减少了微观缺陷,使水泥基复合材料结构更加致密,强度提高。试验研究还发现,纳米碳黑水泥基复合材料的电阻变化率△R／R0随着压应力σ的增大而减小,△R／R0与σ具有较好的线性关系,即具有优良的压敏特性。     

活性混合材微集料效应的理论和实验研究

本文依据R．H．Feldman、J．J．Beaudoin和Taylor等人的水泥材料强度理论、复合材料混合律理论、应用有限元方法．对高强水泥基材料中的未水化水泥和活性混合材的微集料效应进行了定性和定量的分析，证明在高强水泥基材料中．微集料效应对强度有显著影响。     

磷酸镁水泥基材料复合减水剂的应用研究

在研究适用于普通硅酸盐水泥的减水剂对磷酸镁水泥(MPC)基材料流动性影响的基础上,根据MPC基材料的水化特点,采用复合方法配制减水剂,研究了复合减水剂对MPC基材料流动性、凝结时间、强度、水化产物及结构的影响.结果表明,适合于普通硅酸盐水泥的减水剂,对MPC砂浆流动性没有明显改善作用;复合减水剂对MPC基材料流动性及强度均有明显改善作用,而且还能提高MPC水化产物生成量和水化产物密实度.     

石墨烯对硫氧镁水泥强度的影响及机理分析

为了研究石墨烯对硫氧镁水泥强度的影响,选取水灰比0.37、0.43、0.51在55%～95%的养护湿下制备了石墨烯硫氧镁水泥基复合材料,进行了抗折强度和抗压强度测试。采用X射线衍射研究了水化产物,并通过扫描电镜(SEM)观察了复合材料的微观形貌。结果表明,在0～2.0%的掺量内,硫氧镁水泥抗折强度随石墨烯掺量的增加而增大,当掺量达到2.0%,抗折强度最大提高了144.9%。抗压强度先减小后增大,2.0%掺量下出现极大值。该复合材料的最佳养护湿度在65%左右。水灰比对复合材料强度的影响在高石墨烯掺量下比较明显。X射线衍射分析表明掺石墨烯和改变养护湿度均只改变水化产物的数量。SEM分析表明石墨烯的掺入细化了水化产物尺寸,优化了水化产物的分布和排列。     

石墨烯水泥基复合材料力学性能及增强机理研究

首先通过表面活性剂与超声波处理相结合的方式制备了石墨烯(GNs)水性分散液,进而探究了不同浓度石墨烯掺量对水泥基复合材料力学性能的影响。结果表明:石墨烯(GNs)的掺入可以有效改善水泥基复合材料的力学性能,当石墨烯(GNs)掺量为0.06%时,水泥基复合材料的3、7、28 d抗压和抗折强度较纯水泥试样分别提高了19.7%、15.1%、14.0%和9.9%、11.4%、15.4%。微观分析表明,石墨烯可加速水泥水化反应,使基体微观结构更加致密,从而显著提高水泥基复合材料的力学性能。     

钢渣微粉对超高性能水泥基复合材料性能的影响

研究了钢渣微粉的火山灰活性和不同掺量对低水胶比超高性能水泥基复合材料的水化热、流动度、抗折强度、抗压强度的影响规律。试验结果表明,钢渣微粉具有比较高的火山灰活性,28d的活性指数可达到87.1;钢渣微粉掺量为10%时,累积放热量达到最大;当钢渣微粉掺量大于10%时,随着掺量的增加,累积放热量随之减少;钢渣微粉颗粒近似球体,会提高极低水胶比超高性能水泥基复合材料的流动度;钢渣微粉的掺入使超高性能水泥基复合材料的抗折强度先增加后减小,钢渣微粉掺量为10%的超高性能水泥基复合材料抗折强度最高,高达25.8MPa;钢渣微粉掺量在0~20%内,抗压强度略有降低,但仍可满足超高性能水泥基复合材料强度要求。证明了钢渣微粉可作为胶凝材料制备极低水胶比超高性能水泥基复合材料的可能性。     

水泥基土壤固化剂固化土的微观结构特征

采用扫描电镜和能谱分析测试手段,对水泥基土壤固化剂固化土的微观结构和固化剂的水化产物进行了研究.结果表明:水泥基土壤固化剂水化产物包括水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、氢氧化钙、碳酸钙、三硫型水化硫铝酸钙(AFt)等物质,其中C-S-H凝胶、AFt是构成固化土强度的主体;六方棱柱状的AFt晶体和纤维状的C-S-H凝胶(Ⅰ)纵横交替搭接成网状结构,插入或填充于土颗粒孔隙之中;网络状或其他形状的C-S-H凝胶附着在土颗粒表面并将其包裹起来,或将相近的土颗粒黏结起来.水泥基土壤固化剂水化产物的填充、挤密、黏结等作用,使呈松散状态的土颗粒逐渐成为较致密的整体,从而改善了土体的工程技术性能.     

木粉填充改性氯氧镁水泥的研究

通过实验,研究了不同粒径的木粉在不同添加量下对氯氧镁水泥水化过程、抗压强度、抗折强度以及耐水性的影响,并对相应的实验过程作了介绍,得出的实验结果为更好的开发氯氧镁水泥基复合材料奠定了理论基础。     

高钛矿渣对水泥基复合材料性能的影响

采用宏观、微观测试方法,研究了高钛矿渣作为矿物掺合料对水泥基材料性能的影响及其水化机理.结果表明,高钛矿渣属于CaO-Al2O3-SiO2-TiO2四元体系,活性较低;增加高钛矿渣的掺量,水泥净浆的标准稠度减小、凝结时间稍延长;掺入高钛矿渣的砂浆早期强度低、后期强度发展较快但仍不高;高钛矿渣与纯水泥的水化产物及生成量稍有差别,且水泥石孔隙增多、孔尺寸增大;高钛矿渣在高碱环境下能被激发,从而使后期强度增长.     

水灰比对过硫磷石膏矿渣水泥强度的影响

探究不同的水灰比对过硫磷石膏矿渣水泥(磷石膏基水泥)强度的影响,并通过XRD、SEM、DSC对不同水灰比过硫磷石膏矿渣水泥的水化产物、水化过程和机理进行了分析,结果表明:与普通硅酸盐水泥不同,过硫磷石膏矿渣水泥的强度在水灰比0.36时强度最高,继续降低水灰比,水泥强度反而下降。这是由于矿渣是在碱性的液相中溶解和形成水化产物,如果水灰比太低,水在早期形成水化产物而消耗完毕,阻碍了矿渣的后期水化,水化产物减少,从而使强度降低。     

稻草增强水泥基复合材料的研究

研究了不同水泥、不同添加剂的稻草水泥复合体系的水化温度与时间的关系。结果表明,早强硅酸盐水泥更适合进行稻草增强水泥基复合材料的生产,且添加CaCl2可促进水泥的水化。稻草掺量对复合材料的性能影响表明,当稻草量为15%时材料综合性能较好,同时复合材料的扫描电镜照片表明,稻草与水泥粘结程度较好,起到了增强混凝土的作用。     

水泥基复合材料ITZ力学性能及微观机理研究

通过纳米压痕试验,研究不同水胶比、硅灰掺量对界面过渡区(ITZ)弹性模量和压痕硬度影响规律,利用扫描电镜观测其微观形貌。结果表明:界面过渡区为水泥基复合材料最薄弱环节,且最薄弱部分位于至骨料表面一定距离处;在水胶比一定条件下,适量掺入硅灰,界面过渡区孔隙减少,未水化水泥颗粒减少,结构变得致密,界面过渡区弹性模量和压痕硬度提高;硅灰掺量一定条件下,随着水胶比增加,界面过渡区孔隙增多,未水化水泥颗粒减少,结构变得疏松,因此弹性模量和压痕硬度降低,界面过渡区厚度增加;硅灰掺量不是越高越好,而是要和水胶比大小相匹配,适量的掺入硅灰才有利于界面过渡区力学性能的提高。     

纳米纤维素晶体对水泥基复合材料性能的影响研究

研究了纳米纤维素晶体（CNCs）对水泥净浆流变性和水化热的影响规律，并探讨了水胶比分别为0.3、0.4、0.5时，CNCs对水泥基复合材料强度的影响，进行了微观结构分析。结果表明：CNCs的加入会延缓水泥基复合材料的早期水化，促进后期水化；CNCs可以增大水泥浆体的剪切应力和塑性黏度，且随着CNCs掺量的增加而变大；掺加CNCs可显著提高水泥砂浆的力学性能，当水胶比为0.5、CNCs掺量为0.2%时，水泥砂浆的标养28 d抗折、抗压强度较未掺CNCs的分别提高了25.4%、18.8%;CNCs改善了水泥基材料内部的微观结构，减少了其内部孔洞、裂缝等缺陷。     

含不同石膏种类的超硫酸盐水泥的水化行为

针对不同石膏对超硫酸盐水泥水化行为的影响,测试了分别掺有硬石膏、二水石膏和磷石膏的超硫酸盐水泥的各龄期抗压强度,对比了其早期放热速率及放热曲线的差异,以及水化产物相的变化.结果表明：上述3类超硫酸盐水泥3d抗压强度均为14MPa左右;磷石膏基超硫酸盐水泥28,90d抗压强度分别为412,491MPa,明显高于其他两种水泥.超硫酸盐水泥早期强度主要受水化速率的影响.后期强度测试结果表明,磷石膏的激发效果优于硬石膏及二水石膏,用其制备的水泥浆体后期形成更多的水化硅酸钙与钙矾石,硬化浆体更加密实.     

定向钢纤维水泥基复合材料起裂特性的细观数值模拟

基于细观数值模拟方法研究了定向钢纤维水泥基复合材料的起裂特性。应用ABAQUS软件对钢纤维水泥基复合材料进行有限元建模,利用J积分计算裂缝尖端应力强度因子,研究钢纤维分布位置、角度、长度和直径以及钢纤维掺量对水泥基复合材料应力强度因子的影响。计算结果表明:钢纤维分布位置及几何特性对裂缝尖端应力强度因子影响显著,从而改变了钢纤维水泥基复合材料的起裂荷载;钢纤维的定向使水泥基复合材料的起裂荷载有所提高;随着钢纤维掺量的提高,纤维分布密度逐渐增大,纤维间距逐渐减小,定向钢纤维水泥基复合材料的起裂特性明显增强。     

不同膨胀剂对水泥基灌浆料性能的影响

研究了不同种类及掺量的膨胀剂对水泥基灌浆料早期收缩、流动度、硬化后强度等性能的影响.结果表明：硫铝酸盐膨胀剂掺入后，水泥基灌浆料后期膨胀效果较好，但其早期膨胀效果不理想；氧化钙膨胀剂掺入后，水泥基灌浆料早期与后期膨胀效果均较好，但对其流动度与强度有明显不利的影响；塑性膨胀剂能够显著提高浆体塑性阶段的竖向膨胀率，但对水泥基灌浆料早期强度影响较大；在掺有塑性膨胀剂的水泥基灌浆料中掺入消泡剂，在保证膨胀性的前提下，可有效细化水泥基灌浆料的孔隙，改善其孔隙结构，同时对其强度提升作用明显，具有较好的综合技术效果.     

石墨烯-羧基化碳纳米管水泥基复合材料的高温力学性能研究

测试了不同质量比的石墨烯-羧基化碳纳米管（G-CNT）水泥基复合材料在25、200、400、600℃下的质量损失、抗压强度和抗折强度。结果表明：400℃以内，添加G-CNT复合材料后水泥基复合材料的残余力学性能显著提高，对质量损失的影响较小，水泥基复合材料的耐高温性能提高；400℃时，掺入0.10%CNT和0.05%G的水泥基复合材料的抗压强度仅下降了21.43%;400～600℃时，结合XRD和SEM结果可知，水泥基复合材料的微观结构严重破坏，力学性能显著下降；G5C10组为最佳配比，25～400℃时，在最佳配比下，G、CNT复掺后可以延缓或抑制因为高温爆裂引起的微孔隙和裂缝的扩散，形成致密化结构，进而提高水泥基复合材料的耐高温性能。     

石灰石粉对水泥混凝土性能影响的研究进展

从石灰石粉对C3S、C3A和水泥混凝土水化影响方面入手,阐述了水泥-石灰石粉胶凝体系的水化特性,并在此基础上,进一步从石灰石粉对水泥基材料流变性、强度、尺寸稳定性、耐久性的影响等方面,综述了水泥-石灰石粉胶凝材料的国内外研究现状.针对现有水泥-石灰石粉基材料研究存在的问题,探讨了全面、系统研究水泥-石灰石粉胶凝体系的重要性.