水泥基材料

摘要： 为研究水泥基材料3D打印制品的强度各向异性,制备了具有不同材料组成的3D打印试件。通过测试打印试件在垂直和平行于打印方向上的力学性能,发现水泥基材料3D打印试件存在强度各向异性,提出了定量表征强度各向异性的数学表达式,分析了抗压强度各向异性的规律。养护龄期对强度各向异性的影响相比材料组成的影响更明显。抗折强度各向异性的绝对值在20%左右,并未发现明显规律。

摘要： 为研究双掺矿物添加剂对水泥基材料早期自修复性能的影响,利用硅灰、偏高岭土、生石灰、膨胀剂及Na_(2)CO_(3)通过两两复掺的形式对10%(质量分数)的水泥进行置换,通过裂缝观测和透水试验评定了九种双掺配比的试件分别在浸水养护和标准养护环境下的修复规律,并测定了浸水养护前后的抗压强度。结果表明,随着修复时间的延长,双掺试件的裂缝宽度及透水系数均逐渐减小,且在浸水环境下的修复效果优于标准养护环境下的修复效果;生石灰分别与硅灰、偏高岭土复掺的试件的裂缝修复效果较好,效果最好的是生石灰与偏高岭土复掺的试件,其在浸水环境下的28 d裂缝修复率可达100%,透水性恢复率可达80%;浸水修复28 d后试件的抗压强度可提升10%~30%,达到无损伤试件强度的60%~80%,且强度提升效果与裂缝宽度及透水系数的修复程度相关性较高;含生石灰的双掺试件的主要修复产物为碳酸钙、氢氧化钙和含Mg化合物,其与硅灰、偏高岭土复掺后的修复产物还有水化硅酸钙、水化硅铝酸钙和一些铝相化合物。

摘要： 受限于传统表征方法的能力,在建立硅酸盐水泥最主要的水化产物——水化硅酸钙(C-S-H)理论模型时获取的化学组成、结构参数等信息多是基于水泥颗粒群的测试结果。由于C-S-H的组成和结构极易受水化环境影响,C-S-H结构和组成的量化研究有待进一步优化。光镊技术作为一种可实现微小粒子无损捕获的技术,已被用于多个领域的单颗粒研究。将光镊技术引入水泥基材料领域,观测单个水泥颗粒的水化,有利于实现其水化条件的精准控制,降低不同颗粒间的相互影响。利用光镊技术从微米和纳米尺度直接获取C-S-H的形貌特征、化学组成及结构参数等信息,为进一步优化C-S-H纳米结构模型提供理论依据。按照捕获精度的不同,光镊技术经历了三个主要发展阶段:(1)常规远场光镊。多适用于捕获微米级粒子。其捕获对象以生物细胞为主,逐渐向有机和无机材料领域拓展。(2)近场光镊。利用近场光学的倏逝场,突破了传统衍射极限限制,实现了微米及亚微米尺度粒子的捕获。(3)纳米孔径光镊。主要基于自诱导反作用力(SIBA)效应,使得捕获精度提升至纳米尺度,降低了激光功率,减小了热损伤,丰富了光镊技术可操控的对象。目前三种光镊技术的捕获介质满足液体、气体与真空环境,捕获对象包含有机粒子、无机粒子和金属粒子等,理论上可满足各领域的研究要求。光镊技术能否捕获微粒与激光波长、光束功率、捕获介质、微粒性质等诸多因素相关。微粒性质主要与其折射率有关,折射率越大越有利于产生拉力,即梯度力。本文统计了已经实现捕获的部分微粒的性质,其物质折射率涵盖0.30~2.86。对水泥颗粒而言,其折射率在1.7左右,静止空气的捕获介质不会影响水泥水化,毫瓦级的捕获功率不足以损伤水泥颗粒,因此理论上可实现稳定捕获。本文综述了光镊技术的研究现状,重点探讨了其应用对象、操作环境以及操作精度的异同,提出了光镊技术在水泥基材料中的应用前景。

摘要： 镀镍碳纤维水泥基材料具有良好的自感知性,可广泛地应用于结构健康监测领域。试验选用净浆试件,表征与测试了不同纤维长径比和纤维取向的试件的抗压、抗折强度以及电阻率和压敏性。结果表明:随着纤维长径比的增大,镀镍碳纤维水泥基材料的力学性能与压敏性能先提高后降低,电阻率逐渐降低;与非定向试件相比,定向纤维试件的抗压、抗折强度以及导电性和压敏性均有所提高;其中,纤维长径比为900的定向镀镍碳纤维水泥净浆的力学及电学性能最佳。

摘要： 为了改善棉秆纤维与水泥基材料的相容性,提高复合材料的早期力学强度,利用氢氧化钠(NaOH)溶液对棉秆纤维进行改性,并制作改性棉秆纤维水泥基复合材料。研究改性棉秆纤维掺量对复合材料新拌工作性能、早龄期力学性能以及微观形态的影响。结果表明,NaOH改性棉秆纤维后,木质素和半纤维素被有效脱除,棉秆纤维与水泥基体胶结情况较好。改性后的棉秆纤维在1%~5%掺量内,棉秆纤维水泥基复合材料的坍落度随着棉秆纤维掺量的增加而降低。在改性棉秆纤维掺量为3%时,相比未改性的棉秆纤维水泥基复合材料,其28 d抗折强度提高了61%,为6.3 MPa,抗压强度为33.5 MPa。

摘要： 花岗岩加工过程中产生大量的废泥浆,废泥浆的随意倾倒将对环境和人类健康造成危害。近年来,一些研究者利用花岗岩废泥浆制备花岗岩废砂粉,并将其作为细骨料和胶凝材料应用于水泥基材料中。本文概述了花岗岩废砂粉的物理和化学特性,在此基础上,综述了花岗岩废砂粉分别作为细骨料和胶凝材料,对水泥基材料的工作性、力学性能、抗渗性、抗硫酸侵蚀、抗硫酸盐侵蚀以及抗钢筋锈蚀等性能的影响和作用机理,分析了掺花岗岩废砂粉水泥基材料现阶段研究中存在的不足,这为花岗岩废砂粉的高效和高附加值资源化利用提供支持。

摘要： 采用碱溶液浸泡和煮沸对椰壳纤维进行预处理,研究了处理时长对椰壳纤维吸水率、表面形貌、拉伸强度、弹性模量和表面静摩擦力的影响,并将预处理椰壳纤维掺入到水泥基材料中,研究了预处理椰壳纤维对水泥基材料拉伸性能和弯曲性能的影响。结果表明:与未处理椰壳纤维相比,煮沸处理2 h或碱处理5 h后,椰壳纤维的吸水率分别降低了40.25%、48.56%,拉伸强度分别降低了3.26%、5.54%,弹性模量分别降低了8.71%、3.32%,表面静摩擦力分别提高了209.41%、262.35%;采用浓度为15%的有机硅烷溶液浸泡预处理椰壳纤维后,再将预处理椰壳纤维分别按质量比m_(碱处理)∶m_(煮沸处理)=3∶1、m_(碱处理)∶m_(煮沸处理)=1∶1混掺时,水泥基材料的拉伸强度、弯曲强度较空白组分别提高了76.08%、68.04%。

摘要： 石墨烯(G)/氧化石墨烯(GO)以其优异的力学、导电以及导热性能在改善水泥基材料力学以及功能性等方面表现出良好的应用前景。然而,这些纳米材料在水泥基材料中难以分散,限制了它们在水泥基复合材料中的实际应用。近些年来,研究者们开始将纤维同这些纳米材料复掺到水泥基材料中,其分散性能得到了很大的提升。从材料在水泥基中分散问题、水泥水化过程、力学性能、功能性、耐久性能等5个方面系统地阐述了石墨烯及氧化石墨烯和其他纤维混杂对于水泥基复合材料的影响,对今后水泥基复合材料性能的提升具有指导作用。

摘要： 以热膨胀微球、石蜡和石墨为原料制备了一种快速修复混凝土裂缝的新型微波加热自修复功能材料(MHSFM)。研究了热膨胀微球掺量对MHSFM体积膨胀率的影响,测试了在微波作用下MHSFM和掺加MHSFM砂浆的升温速率,评价了MHSFM掺量对砂浆力学性能、抗渗性能和自修复性能的影响。结果表明,MHSFM的体积膨胀率随着热膨胀微球掺量增加而增大。在微波作用下,砂浆的升温速率随MHSFM掺量的增加而明显加快。MHSFM对砂浆的力学性能和抗渗性能有一定的影响,但会显著增强砂浆的自修复性能,掺加12%(质量分数)MHSFM的砂浆在微波作用下可快速愈合0.53 mm的裂缝。

摘要： 普通硅酸盐水泥中通常含有一定量的石灰石粉作为辅助性胶凝材料降低单位体积混凝土中水泥熟料的用量,达到经济环保的目的。但近年来随着对于碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀案例的深入研究,碳酸盐类辅助性胶凝材料的应用前景不明。热力学计算模拟了石灰石粉对于水泥胶凝体系中水化产物的影响,并进行了相关试验验证,结果表明水泥胶凝体系中使用10%以下的石灰石粉作为辅助性胶凝材料并不会增大碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀的风险。

摘要： 在混凝土中掺入纳米二氧化硅,能够明显改变水泥基材料的流变性能、力学性能、耐久性能.因此,国内外专家学者对纳米二氧化硅改性水泥基材料做了许多尝试.本文通过对当前关于纳米二氧化硅改性水泥基材料的研究进行分析,总结了纳米二氧化硅应用的特点,希望能为这一方向的未来研究(如3D打印)提供建议和展望.

摘要： 近年来,3D打印技术在建筑业的发展有了较大的进步,3D打印建筑所用主要材料是水泥基材料,故而对3D打印水泥基材料性能的研究是极为重要的.本文从3D打印水泥基材料的可打印性能、力学性能、耐久性能3个方面综述了3D打印水泥基材料性能的研究进展,还对水泥基材料打印原材料的成分等的研究进行了综述,最后结合3D打印水泥基材料的性能研究对水泥基打印材料及3D打印技术在建筑业的未来研究发展方向进行了展望.

摘要： 将经改性的高岭土尾矿与水晶废渣复合,等量取代水泥内掺到水泥基材料中,研究了掺入前后和不同掺量对水泥基材料的工作性、力学性能和体积稳定性的影响.并运用SEM等微观测试手段,探讨了其影响机理.结果表明,当改性高岭土尾矿和水晶废渣掺量为10％时,对水泥基材料的工作性影响不大,同时能够提高砂浆的强度和体积稳定性,优化水化产物和水泥基材料的孔结构.

摘要： 水泥基材料无疑是当前应用最为广泛的建筑材料,但是根据调查发现建筑物的使用寿命并没有达到所设计的使用年限,因此需要找到可以有效改善水泥基材料性能的方法.大量研究表明,纳米材料的加入可以使水泥基材料的力学性能及耐久性得到改善.纳米SiO2和硅溶胶都属于纳米材料,但纳米SiO2易发生团聚现象,不能很好的发挥其作用;而硅溶胶是通过溶胶的方式引入纳米SiO2,可以大大提高纳米粒子的分散性.本文从硅溶胶的作用机理以及制备方式等方面来研究硅溶胶对水泥基材料性能的影响.

摘要： 总结了“十三五”国家重点研发计划“海洋工程高抗蚀水泥基材料关键技术”项目研究中取得的主要进展.研究发现,Zn2+掺杂可显著增加C4AF结构中Fe—O键的差分原子有效电荷量而实现活化,以之为基础试制的C4AF≥18％、C3S≤50％高铁低钙熟料,可用于高抗冲磨预制构件制备.针对早强低热、低收缩、高抗裂要求,通过多区间级配与化学活性匹配模型设计,制备出辅助胶凝材料总量达65％、适合于普通结构用的高抗蚀复合硅酸盐水泥.当控制铝酸盐熟料5％～7％CA2并使用Mg2掺杂活化C2AS、水化时利用钙盐诱导且复合一定量矿渣微粉时,可有效抑制水化铝酸盐的晶型转变,50°C时其28天强度保留率在80％以上.通过铁相成分调控和Ba2+掺杂,可实现C3S与C4A3S矿物的有效共存、形成黏结能力强的硫铝酸盐熟料新体系.

摘要： 以氧化石墨烯(G0)为基材,制备了聚乙二醇修饰的新型氧化石墨烯材料(GO-PEG),对其结构性质进行了表征,评价了其对水泥基材料性能的影响.实验结果表明,经聚乙二醇修饰得到的GO-PEG的zeta电位相比于未修饰的GO中性化,其对酸碱和高离子强度环境的耐受性改善.相比于GO,GO-PEG对水泥在水化早期的缓凝作用降低,且其对胶砂流动性的影响变小.在后期强度方面,GO-PEG在低掺量下效果不如GO,而随着掺量的提高,其强度提升效能逐渐反超GO,这表明GO-PEG在水泥孔溶液中的稳定性可有效保证其在高掺量下的效能发挥.

摘要： 分别研究了不同掺量下(10、20、30、50％)的垃圾焚烧灰和重构矿渣对水泥基材料性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等测试技术分析了影响机理.研究结果表明:相比于纯水泥,垃圾焚烧灰掺量为50％的水泥基材料终凝时间缩短为75min,标准稠度用水量增加至28.7％,重构矿渣掺量为50％的水泥基材料终凝时间延长至335min,标准稠度用水量增加至29.8％.垃圾焚烧灰的活性较低,随着垃圾焚烧灰掺量的增加,水泥砂浆抗压强度先增大后减小,当其掺量为10％时,28d抗压强度达到最大(51.5MPa);重构矿渣的活性高于垃圾焚烧灰,在碱性环境的激发下,水化后期重构矿渣发生二次水化反应,生成较多的水化产物,掺重构矿渣的水泥砂浆强度先增大后减小,当重构矿渣掺量为20％时,28d抗压强度达到最大值(48.8MPa).

摘要： 本文开展了溶蚀和氯盐耦合环境下水泥基材料的钙离子溶蚀行为、氯离子扩散行为以及微观结构演变的试验研究,探索了溶蚀效应对氯离子扩散行为的影响规律.试验结果表明:铵离子加速了水泥净浆的溶蚀,增加了水泥净浆的孔隙率,劣化了微观结构,较大程度地促进了氯离子扩散.同时,钙离子的溶蚀还减少了氯离子结合的固相基体,促使结合氯离子解附,降低水泥净浆的总氯离子含量,同时增加自由氯离子和水溶性氯离子含量.

摘要： 采用自制的静态实验装置,将重金属试剂As2S3以不同比例分别添加到石英砂、石粉及水泥生料中,然后在100°C～1400°C焚烧温度下持续加热60min后,以空气、氮气和配置的标气作为不同气氛介质,分别测定固体特性以及气体中的重金属浓度.结论如下:随着温度的升高,砷的挥发率也逐渐升高.同一温度下,石英砂、石粉及水泥生料对砷的固化率比较,生料粉＞石粉＞石英砂;在有钙存在时,高温条件反而有利于砷的固定.从600°C～1400°C,钙基物质与重金属生成了Ca54MgAl2Si16090等化合物.

摘要： 脱硫石膏晶须是一种性价比高,力学性能优良的绿色环保材料,可以用于水泥基材料和树脂基复合材料等领域.本文对脱硫石膏晶须常用的三种制备方法,即水热法,常压酸化法和重结晶法进行了介绍,与此同时总结了脱硫石膏晶须在水泥基材料和树脂基复合材料上的应用.

摘要： 本发明公开了一种复合水泥基材料及复合水泥基材料传感器，该复合水泥基材料包括水泥砂浆，所述水泥砂浆中掺入有接枝碳纳米管的碳纤维材料。该复合水泥基材料传感器，包括上述的复合水泥基材料，设置在所述复合水泥基材料表面的导电防锈件，在所述导电防锈件上设置环氧树脂涂覆层，所述环氧树脂涂覆层外侧设有保温板。本发明接枝碳纳米管的碳纤维在水泥基中的分散性较好，且与水泥基体的界面结合能力更强。复合水泥基材料传感器结构简单、监测灵敏，能适用于各种环境的大体积混凝土，能准确监测混凝土内部受力情况，以判断其损伤程度和腐蚀状况。

摘要： 本发明公开了一种水泥基材料表面吸波剂及具有吸波性能的水泥基材料的制备方法。将氧化石墨烯与MFe

摘要： 本发明提供一种水泥基材料用复合掺合料的制备方法及含所述复合掺合料的水泥基材料，所述复合掺合料可替代传统的矿物掺合料用于一般民用水泥基材料之中。所述制备方法为，在助磨剂存在下将粉磨原料粉磨得到复合掺合料，其中，所述粉磨原料质量百分比组成为：石灰石10％‑20％，粉煤灰30％‑40％，烧结普通红砖10％‑15％，矾石粉10％‑20％，二水石膏3％‑5％，余量为煅烧煤矸石；制备方法如下：(1)将石灰石、烧结普通红砖和二水石膏破碎；(2)烘干破碎后的石灰石碎块、红砖碎块及二水石膏碎块；(3)粉磨：将所有粉磨原料在助磨剂存在下进行粉磨。本发明所述制备方法得到的复合掺合料可以等量替代传统的优质粉煤灰和矿渣微粉用在C10‑C40强度等级的民用水泥基材料的生产上。

摘要： 本发明提供了一种裂缝自修复水泥基材料添加剂及其使用方法和水泥基材料。添加剂按载体270～500g、乳酸钙5～10g和100mL的菌液离心而得的菌泥组成，所述的菌液是将菌株Bacillus halodurans按常规方式接种至培养基中培养得到，菌液中所含菌体浓度为(5～6)×10

摘要： 本发明属于水泥基材料的工作性能测试技术领域，尤其公开了一种水泥基材料流动过程的精密监测装置。本发明通过以半透明平台作为水泥基材料流动性操作平台，并通过在其下方安置摄像机来全程录制水泥基材料在去除试模后流动扩展的过程，既可避免初始阶段水泥基材料的流动性能无法得以监控，又可避免采用直径参数来表征流动度而带来的结果不准确。本发明还提供了基于上述精密监测装置的水泥基材料流动性能的表征方法，其结合图像处理和拟合计算评估了水泥基材料的流动过程参数。本发明提供的精密监测装置及其对应的表征方法，能够精确地分析由胶凝材料、化学外加剂、水灰比等因素导致的浆体流动性能的变化，可用于水泥基材料流变性能的精确测试。

摘要： 本发明公开了一种复合水泥基材料及复合水泥基材料传感器，该复合水泥基材料包括水泥砂浆，所述水泥砂浆中掺入有接枝碳纳米管的碳纤维材料。该复合水泥基材料传感器，包括上述的复合水泥基材料，设置在所述复合水泥基材料表面的导电防锈件，在所述导电防锈件上设置环氧树脂涂覆层，所述环氧树脂涂覆层外侧设有保温板。本发明接枝碳纳米管的碳纤维在水泥基中的分散性较好，且与水泥基体的界面结合能力更强。复合水泥基材料传感器结构简单、监测灵敏，能适用于各种环境的大体积混凝土，能准确监测混凝土内部受力情况，以判断其损伤程度和腐蚀状况。

摘要： 本发明涉及一种微波除冰功能水泥基材料的集料及水泥基材料和制作方法，集料的组分及质量份数：基体材料：45~65份，有机物颗粒5~25份，有机物颗粒作为成孔组分，锰锌铁氧体20~40份，锰锌铁氧体作为微波吸收功能的组分，水；微波除冰功能水泥基材料，将集料和水泥，与水混合制得，粘度满足工艺要求，微波除冰功能集料50~80份；水泥20~50份。本发明制得的微波除冰功能水泥基材料对于环境温度‒20°C，厚度1cm的冰层的融冰时间为48.5s，经30s微波辐照后表面温度由室温升至119.4°C，除冰效率显著提高，28d抗折强度为5.3MPa，满足公路水泥混凝土路面设计规范要求，是一种适用于严寒环境下微波除冰用的路面材料。

摘要： 本发明公开了一种复合水泥基材料及复合水泥基材料传感器，该复合水泥基材料包括水泥砂浆，所述水泥砂浆中掺入有接枝碳纳米管的碳纤维材料。该复合水泥基材料传感器，包括上述的复合水泥基材料，设置在所述复合水泥基材料表面的导电防锈件，在所述导电防锈件上设置环氧树脂涂覆层，所述环氧树脂涂覆层外侧设有保温板。本发明接枝碳纳米管的碳纤维在水泥基中的分散性较好，且与水泥基体的界面结合能力更强。复合水泥基材料传感器结构简单、监测灵敏，能适用于各种环境的大体积混凝土，能准确监测混凝土内部受力情况，以判断其损伤程度和腐蚀状况。

摘要： 本发明公开了一种水泥基材料表面吸波剂及具有吸波性能的水泥基材料的制备方法。将氧化石墨烯与MFe2O4纳米颗粒在超声或机械搅拌条件下得到复合产物，干燥后，将上述纳米复合物分散在水中；在外加磁场的作用下，用喷涂、涂刷或浸渍的方式使纳米复合物负载于水泥基材料表面，使其形成具有吸波性能的表层。再在处理后的水泥基材料表面同样用喷涂、涂刷或浸渍的方式负载硅质材料，使氧化石墨烯/MFe2O4纳米复合物更好的固定在水泥基材料表面。在本发明制备过程简单、易操作，且制备的纳米复合物产率高，在处理过程中简单方便适合大面积施工。涂层与基体材料结合牢固，同时表面变得密实，提高表面机械强度，并有很好的应用前景。

摘要： 本发明提供一种水泥基材料用复合掺合料的制备方法及含所述复合掺合料的水泥基材料，所述复合掺合料可替代传统的矿物掺合料用于一般民用水泥基材料之中。所述制备方法为，在助磨剂存在下将粉磨原料粉磨得到复合掺合料，其中，所述粉磨原料质量百分比组成为：石灰石10％-20％，粉煤灰30％-40％，烧结普通红砖10％-15％，矾石粉10％-20％，二水石膏3％-5％，余量为煅烧煤矸石；制备方法如下：(1)将石灰石、烧结普通红砖和二水石膏破碎；(2)烘干破碎后的石灰石碎块、红砖碎块及二水石膏碎块；(3)粉磨：将所有粉磨原料在助磨剂存在下进行粉磨。本发明所述制备方法得到的复合掺合料可以等量替代传统的优质粉煤灰和矿渣微粉用在C10-C40强度等级的民用水泥基材料的生产上。