何永佳
,
吕林女
,
邓宵
,
胡曙光
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.14.024
将超细羰基铁粉按一定比例与经粉磨处理的粘土粉等原材料混合,压制成型后经煅烧、破碎制备得到了导电功能集料;采用XRD、SEM等测试手段研究了导电功能集料的矿物相及微观结构,同时对其导电性能、气孔率和吸水率,以及其对碳纤维混凝土导电性能所起的作用等进行了研究.结果表明,超细羰基铁粉可作为导电相存在于陶质基体之中,电子通过隧道跃迁效应而在铁粉微粒间形成电流,6.5％的体积掺量是形成导电通路的逾渗阈值;超细羰基铁粉在煅烧过程中通过影响液相的形成而影响集料的气孔率和吸水率等;在同样碳纤维掺量下,导电功能集料与普通不导电集料相比可显著降低混凝土的体积电阻率.
关键词:
超细羰基铁粉
,
导电功能集料
,
导电混凝土
何永佳
,
吕林女
,
金舜
,
胡曙光
功能材料
利用石墨粉和粘土基质烧制成导电陶粒,与碳纤维共同组成复合导电相,制备得到导电功能集料碳纤维水泥基复合材料。采用Instron5882材料试验机,动态电阻应变仪和直流稳压电源测试系统研究了其压敏性,发现压应力对其电阻值有显著影响;从开始加载至破坏全过程电阻值变化表现出均匀下降、平衡和迅速上升3阶段;在低加载应力循环下材料电阻变化值与应力有良好相关性,高加载应力循环下因损伤裂纹的不可复原性而使电阻出现不可逆增加;加载速率对电阻变化也有影响,低加载应力时加载速率影响较小,高加载应力时影响较大。
关键词:
导电功能集料
,
碳纤维
,
水泥基复合材料
,
压敏性能
丁庆军
,
张高展
,
王红喜
,
胡曙光
,
刘招伟
硅酸盐通报
doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2007.02.014
根据碱激发工业废渣原理研究制备了一种新型双液注浆材料,结果表明:其凝结时间可调,初凝范围从几十秒到3 h,终凝范围从30 min到15 h;强度高,28 d强度可达30 MPa;随着水灰比和粉煤灰掺量的增加,凝结时间延长,强度降低;随着水玻璃掺量的增加,强度降低,凝结时间延长;随着水玻璃模数由1增加到3.19,硬化体强度上升,凝结时间缩短.并对该材料在武汉长江隧道工程的应用进行了优选.
关键词:
双液注浆材料
,
水玻璃
,
工业废渣
,
凝结时间
胡曙光
,
关凌岳
,
王发洲
,
杨露
,
齐广华
,
张旭龙
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).008
采用预制发泡法制备泡沫混凝土的过程中，外加水量的引入分为拌合用水和预制泡沫中的含水量(指泡沫液膜与液膜间的含水)；预制泡沫中的含水量(泡间水)在新拌浆体中的瞬时变化规律对泡沫混凝土性能具有重要影响。通过光学显微镜、图像分析与统计的方法研究了预制泡沫中泡间水量变化规律及其对泡沫性质的影响，以及对泡沫混凝土抗压强度与孔结构的影响。结果表明，泡沫稳定性随泡间水含量的增加有一个先上升后下降的过程，当泡间水厚度为53μm时，泡沫稳定性最好；泡间水的变化规律对抗压强度的影响表明，样品抗压强度不是随着总水胶材比的升高而降低，而是与泡间水变化规律相同，此外，泡间水含量还对泡沫混凝土孔结构分布有一定影响。
关键词:
泡沫混凝土
,
泡间水量
,
图像分析
,
抗压强度
,
泡沫稳定性
何永佳
,
金舜
,
吕林女
,
胡曙光
功能材料
通过碳纤维在新拌水泥浆体中的变动系数、硬化水泥浆体电阻率和SEM分析测试等综合评价了羟丙基甲基纤维素(HPMC)对碳纤维在水泥浆体中的分散性的影响.试验发现:HPMC能显著改善纤维的分散,掺量在0.2%～0.4%时,分散效果较好.分析认为机理在于其分子结构中的极性羟基基团与碳纤维表面的极性羟基基团或羰基基团以及水分子之间形成氢键,增强了短碳纤维表面的亲水性和浸润性,提高了短碳纤维的分散性;但掺量较大反而由于体系粘聚性增加而影响分散性,且由于引入较多气泡而使电阻率提高.
关键词:
碳纤维
,
分散
,
羟丙基甲基纤维素
,
机理
程平阶
,
宋小婧
,
李北星
,
胡曙光
硅酸盐通报
针对预应力孔道压浆料普遍存在的体积收缩问题,研究了含氮有机化合物作塑性膨胀剂对其塑性及硬化阶段变形行为的影响,并通过孔结构和扫描电镜测试,探讨了塑性膨胀剂的作用机理.结果表明:含氮有机化合物品种和掺量对压浆料的自由膨胀率和强度有很大影响,以亚硝基化合物SP-B作塑性膨胀剂较为适宜,掺量以0.02％～0.06％为佳;SP-B塑性膨胀剂通过在压浆料浆体内部释放氮气,产生了均匀、微细的气泡而引发适度的塑性膨胀,有效补偿了浆体的早期体积收缩,且对硬化浆体亚微观结构和力学性能无显著不利影响;掺SP-B塑性膨胀剂的压浆料浆体的早期膨胀过程分为快速膨胀期、缓慢膨胀期和膨胀稳定期三个阶段,进一步复掺UEA膨胀剂,提高了硬化浆体中后期的体积稳定性.
关键词:
压浆料
,
塑性膨胀剂
,
变形
,
力学性能
,
孔结构
王发洲
,
周宇飞
,
丁庆军
,
胡曙光
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2008.03.017
为缓解混凝土的早期自干燥,减小自收缩,用预湿轻集料对其内部相对湿度进行调控.采用湿度测试仪和混凝土收缩测试仪,研究了水胶比、矿物掺合料对混凝土内部相对湿度与自收缩的影响规律,及预湿轻集料对自收缩的抑制效果.研究表明:混凝土内部相对湿度早期下降快,后期下降慢;降低水胶比、掺加硅灰会加快内部相对湿度的下降速度,而粉煤灰的加入可延缓低水胶比混凝土早期内部相对湿度的下降过程.预湿轻集料的引入可对混凝土内部相对湿度起到补偿作用,减小自收缩,作用效果随轻集料引入水量的增大而增强.
关键词:
混凝土
,
内部相对湿度
,
自收缩
,
预湿轻集料
王茂国
,
王发洲
,
商得辰
,
胡曙光
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.02.007
C3S作为水泥熟料中最重要的矿物之一,其矿物结构和水化活性会受到固溶重金属离子的影响.利用化学分析、XRD、EDS-SEM和AFS等测试手段,研究了CdO对C3S矿物形成的影响及其在C3S中的固化能力,并探讨了镉离子在C3S中的固溶机理.研究表明:随着CdO掺量的增加,f-CaO含量先减少后增加.当掺量小于1.0％时,CdO的掺入有利于C3S晶粒的形成和生长.掺杂后C3S中没有新相的行成,且C3S均为单斜结构:MⅠ型.烧成过程中,部分镉元素以CdO的形式挥发,且随着CdO掺量的提高,残留率逐渐降低.依据固溶体形成条件表明:镉离子主要取代钙离子形成置换固溶体((3-x)CaO·xCdO·SiO2),极少量的镉离子可能会进入钙氧八面体空隙形成间隙型固溶体(3CaO· yCdO· SiO2).
关键词:
CdO
,
C3S
,
形成
,
固溶
杨露
,
高衣宁
,
王发洲
,
刘鹏
,
胡曙光
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62590-1
自清洁和空气净化能力是绿色建筑发展的两个重要方向,它们不仅使建筑体向功能多样化方向发展,而且为新材料的应用提供了平台.因与大量城市环境污染物(氮氧化物,挥发性有机化合物等)直接接触,具有空气净化能力的光催化水泥基材料引起了人们广泛关注.在过去几十年里,通过使用直接喷洒到浆体表层或与水泥原材料预先共混的方法,国内外已相继将TiO2光催化材料应用到了一些实际工程中.但TiO2光催化剂在水泥基材料中高效和稳定发挥其性能仍需解决两个关键问题:(1)它在水泥基体中分散性和效能耐久性问题;(2)其量子效率和对可见光利用率问题.对于后者,目前的材料制备与改性方法,如金属、非金属改性等已能获得量子效率和可见光活性都较好的TiO2类光催化材料.研究表明,水泥水化产物(氢氧化钙、C-S-H凝胶等)的包覆、后期碳化所致气体和光线扩散孔隙的降低是导致TiO2光催化剂在水泥基材料中耐久性和利用率差的可能原因.我们前期报道了一种将纳米TiO2催化剂预先负载到水泥基材料用的多孔粗集料表面,然后将负载型催化剂整体引入到水泥基体中的催化剂应用方法,发现该法能有效提升TiO2催化剂在水泥基材料中的催化效率和耐久性.微米级活性粉煤灰具有良好的水泥基材料兼容性,通过采用简单的碱激发手段,可形成孔径小于50 nm的介孔和微孔类沸石材料,从而影响光催化材料的催化性能.因此,基于粉煤灰的特征,为了进一步提高TiO2催化剂在水泥基材料中的应用效率和催化耐久性,我们采用碱激发法获得了大比表面和介孔结构的沸石类粉煤灰材料,将其用于负载纳米TiO2催化剂,然后引入到水泥基体中,制备了沸石类粉煤灰/TiO2光催化水泥基材料,同时研究了光还原Ag修饰对沸石类粉煤灰/TiO2光催化水泥基材料的催化性能影响及其催化耐久性.结果表明,具有分级孔结构的沸石粉煤灰载体可有效提升纳米TiO2光催化剂在水泥基体中的暴露度,同时还增加了其对气相苯(200×10–6初始浓度)的光催化去除能力.最佳Ag修饰量(1.4×10–4 wt%)沸石类粉煤灰/TiO2光催化水泥样品对气相苯的光催化伪一级反应速率常数达到9.91×10–3 min?1,分别是沸石类粉煤灰/TiO2光催化水泥样品和纯TiO2光催化水泥样品效能的3和10倍.光催化稳定性结果发现,在3次催化循环后,样品对气相苯的光催化去除率仍能达到96.3%(180 min).考虑到水泥基材料碳化是影响光催化剂使用耐久性的一个关键因素,我们还评估了沸石类粉煤灰/TiO2光催化水泥样品28 d加速碳化后的光催化性能.结果表明,经过加速碳化后,样品对气相苯光催化去除率只降低了11%,相比于同条件下纯TiO2水泥样品性能,其催化耐久性显著提高,表明沸石类粉煤灰载体可有效提升TiO2在水泥基体中的催化耐久性.这可能是由于其高孔隙特性可降低周围水泥水化产物的形成量,如高钙/硅比C-S-H凝胶及氢氧化钙结晶,进而降低了这些水化产物碳化所带来的影响.
关键词:
光催化水泥基材料
,
沸石粉煤灰
,
光催化效果
,
二氧化钛
,
银修饰
