自感知镍纳米线/水泥基复合材料的制备及压敏性能

通过多孔氧化铝模板交流电沉积的方法制备了镍纳米线,以镍纳米线为导电填料、聚羧酸减水剂为分散剂,首次制备了新型的自感知镍纳米线/水泥基复合材料。通过SEM、TEM和XRD测试方法,研究了镍纳米线与镍纳米线水泥基复合材料的显微结构,与此同时,用四电极伏安法研究了镍纳米线水泥基复合材料的渗流阈值和压敏性。结果显示：所得的镍纳米线直径约为65 nm,长径比约为50;聚羧酸型减水剂能有效提高镍纳米线的分散性;水泥基复合材料的电阻率随镍纳米线的掺量增加呈现渗流特性,渗流阈值为0.5vol%;掺加1.0vol%镍纳米线的水泥基复合材料的应变灵敏度系数高达509.2,远高于电阻应变片的2.0,适用于混凝土结构应力监测的传感元件。     

人工防汛石材的碱激发制备及其抗冻性研究

大块石稀缺是黄河流域防汛抢险的关键问题，而黄河泥沙的资源化利用是解决该问题的重要途径。通过碱激发资源化利用黄河泥沙，采用室内压制成型、现场碾压成型制备人工防汛石材，并用快速冻融法研究人工防汛石材的抗冻性能。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和压汞（MIP）等微观测试方法，研究人工防汛石材形貌、组成和结构的变化，阐明其微观作用机理。研究表明：随着添加剂掺量的增加，人工防汛石材抗压强度呈先提高后降低的趋势；抗压强度、质量、相对动弹性模量随冻融次数的增加而降低，碱激发水泥基人工防汛石材的抗冻性好于碱激发非水泥基人工防汛石材的抗冻性，极限冻融循环次数分别为80和40次；冻融循环不会引起碱激发防汛石材物相的变化，但会导致孔隙率增加，最可几孔径增大。碱激发制备的人工防汛石材具有良好的抗压强度，满足防汛抢险的使用要求。     

考虑不同初始状态的黄河泥沙三轴静力剪切特性试验

开展了一系列静态三轴剪切试验,研究了不同初始条件（围压、密实度）以及不同试验条件（剪切速率、排水条件）对黄河泥沙静力强度以及变形特性的影响,得到了黄河泥沙的应力应变曲线发展规律,以及应力路径、抗剪强度包线、应力比曲线和不同特征状态下的内摩擦角分布、初始剪切模量以及极限偏应力等指标.结果表明：黄河泥沙的抗剪强度对围压、密实度以及排水条件更为敏感,具体而言,峰值强度、临界强度均随着围压与密实度的提高而增大,不排水条件下的抗剪强度大于排水条件;不排水条件下孔压的发展与排水条件下的剪胀特性具有对照关系,但孔压较剪胀特性发展得更为迅速,并且得到黄河泥沙的特征状态内摩擦角分布区间介于22.6°到38.1°之间.本研究可以为黄河泥沙在路基工程中的资源化利用提供数据和理论参考.     

NO3-/NO2-插层MgAl-LDHs在混凝土模拟孔溶液中的阻锈性能研究

通过共沉淀法合成硝酸根插层镁铝层状双金属氢氧化物MgAl-NO3 LDHs(简称LDHs-NO3),以其为主体,由离子交换制备亚硝酸根插层双金属氢氧化物MgAl-NO2 LDHs(简称LDHs-NO2).通过对比试验,采用等温吸附法、自腐蚀电位和电化学阻抗谱(EIS)研究所制备的LDHs-NO3、LDHs-NO2在混凝土模拟孔溶液中对氯离子的吸附性能及其对钢筋的阻锈作用;采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)揭示其阻锈机理.结果表明:LDHs-NO2的最大氯离子吸附量为2.51 mmol/g,与LDHs-NO3相差不大,展现出良好的氯离子吸附性能;LDHs-NO2具有比LDHs-NO3更好的阻锈效果,可以明显提高钢筋在混凝土模拟孔隙液中的临界氯离子浓度值;LDHs-NO2良好的阻锈性能源于对氯离子的吸附和阻锈离子NO2-的释放,对钢筋产生双重阻锈作用,同时有效阻锈成分NO2-逐步释放,可以为钢筋提供长期的保护作用.