检索结果-内蒙古大学图书馆

复合材料学报 2025年第4期42卷 2010-2022页

作者：苏宁玥郭帅成朱德举湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室

采用钢纤维和再生橡胶颗粒制备混凝土可以实现固废资源化利用并保证其良好的力学性能。本文针对超低温(低至-196℃)极端工况下钢纤维增强橡胶混凝土(SFRRC)抗弯性能演变开展研究，设计了7组不同配比的钢纤维增强橡胶混凝土梁式试件，经... 详细信息

采用钢纤维和再生橡胶颗粒制备混凝土可以实现固废资源化利用并保证其良好的力学性能。本文针对超低温(低至-196℃)极端工况下钢纤维增强橡胶混凝土(SFRRC)抗弯性能演变开展研究，设计了7组不同配比的钢纤维增强橡胶混凝土梁式试件，经过低温深冷处理后进行四点弯曲试验，分析了超低温作用对钢纤维橡胶混凝土弯曲性能的影响，结果表明：常温下随着钢纤维和橡胶体积掺量的增加，SFRRC抗弯强度均会明显提升。随着温度的降低，钢纤维增强橡胶混凝土的弯拉强度有明显提升，当温度降低至-196℃时，其抗弯强度最大可提升151.6%；同时SFRRC在超低温环境下韧性会随着温度的降低而下降。研究成果为钢纤维橡胶混凝土的性能优化设计和在超低温工程中的应用提供支持。

关键词：超低温钢纤维橡胶混凝土抗弯性能韧性

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树脂对竹纤维耐碱性和界面黏结性能的影响

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建筑材料学报 2025年第1期28卷 88-94页

作者：朱德举庄晗莉杨烃郭帅成湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082

为提升竹纤维耐碱性及其在水泥基复合材料中的界面性能,研究了树脂类型对竹纤维在碱性环境中长期力学性能和界面性能的影响.结果表明:经过环氧树脂、乙烯基树脂和呋喃树脂浸渍后,竹纤维的抗拉强度分别增长了132.42%、36.96%和30.60%;在C... 详细信息

为提升竹纤维耐碱性及其在水泥基复合材料中的界面性能,研究了树脂类型对竹纤维在碱性环境中长期力学性能和界面性能的影响.结果表明:经过环氧树脂、乙烯基树脂和呋喃树脂浸渍后,竹纤维的抗拉强度分别增长了132.42%、36.96%和30.60%;在Ca(OH2)溶液中浸泡60 d后,3种竹纤维的抗拉强度保有率分别为55.91%、59.71%和29.49%;与未浸渍树脂竹纤维相比,浸渍树脂竹纤维与基体的黏结强度分别提升了4.62、3.47、1.87倍,乙烯基树脂对竹纤维耐碱性的提升效果最为显著.

关键词：竹纤维黏结性能抗拉强度耐碱性树脂浸渍

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荷载-氯盐侵蚀耦合作用下矿渣基地质聚合物混凝土梁的受弯性能

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材料导报 2025年第3期39卷 113-119页

作者：任凯张祖华邓毓琳胡捷史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

地质聚合物混凝土因绿色低碳、高耐腐蚀受到广泛关注。本工作以矿渣为主要原材料,掺合粉煤灰和陶瓷粉制备了强度等级为C60的地质聚合物混凝土梁,分析其在荷载和氯盐侵蚀作用下的受弯性能。通过改变持荷大小和侵蚀时间,研究挠度、裂缝、... 详细信息

地质聚合物混凝土因绿色低碳、高耐腐蚀受到广泛关注。本工作以矿渣为主要原材料,掺合粉煤灰和陶瓷粉制备了强度等级为C60的地质聚合物混凝土梁,分析其在荷载和氯盐侵蚀作用下的受弯性能。通过改变持荷大小和侵蚀时间,研究挠度、裂缝、应变以及氯离子渗透的变化。结果表明,在耦合作用下,地质聚合物混凝土力学性能变化曲线与普通硅酸盐水泥混凝土的规律具有高相似性,且抗弯和抗腐蚀性能高于同强度的普通硅酸盐混凝土。试验结果为地质聚合物在结构工程中的应用提供了数据支撑。

关键词：地质聚合物混凝土荷载氯盐侵蚀耦合作用挠度裂缝

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碳化废弃混凝土微粉的特性及作辅助性胶凝材料的研究进展

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硅酸盐学报 2025年第5期 1313-1327页

作者：王明新毛宇光胡翔郭帅成史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术重点实验室湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地

废弃混凝土微粉(WCP)是在废弃混凝土破碎分离成骨料过程中从骨料表面剥离出的富含水泥水化物的粉体材料，因其具有高吸水性和低反应活性，难以直接用作辅助性胶凝材料(SCM)替代水泥熟料使用。加速碳化WCP可生成碳酸钙和高火山灰活性的... 详细信息

废弃混凝土微粉(WCP)是在废弃混凝土破碎分离成骨料过程中从骨料表面剥离出的富含水泥水化物的粉体材料，因其具有高吸水性和低反应活性，难以直接用作辅助性胶凝材料(SCM)替代水泥熟料使用。加速碳化WCP可生成碳酸钙和高火山灰活性的无定形硅胶等碳化产物，激发了WCP的潜在反应活性并有效固存CO2，实现其作为SCM的高质量资源化利用。本文以碳化废弃混凝土微粉(c WCP)的产物特性为切入点，综述了WCP的碳化，包括碳化方法、碳化程度和碳化产物的调控；并分析了cWCP通过碳化产物的多种效应对水泥基材料性能,如新拌浆体流变性能、水泥水化、力学性能和耐久性能等的耦合影响。现有研究表明，cWCP主要通过碳酸钙的填充效应、成核效应、与C3A之间的化学反应以及硅胶的火山灰效应相互耦合去影响水泥基材料的性能。掺cWCP不仅能够加速水泥水化、增强微观结构，提升抗压强度，还能增强砂浆的抗渗性，但却导致流变性能恶化。

关键词：碳化废弃混凝土微粉辅助性胶凝材料碳酸钙硅胶性能水化

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不同晶型碳酸钙对水泥浆体微观结构和性能演变的影响

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硅酸盐学报 2025年第2期53卷 349-366页

作者：杨慧慧张健汪越毛宇光胡翔史才军湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 湖南大学湖南省绿色与先进土木工程材料国际创新合作中心长沙410082 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室长沙410082

研究了方解石和文石对水泥浆体微观结构和性能演变的作用机理。通过计算方解石和文石在水泥浆体中的填充效应、稀释效应、成核效应及化学效应,探究不同碳酸钙晶型对水泥浆体力学性能及微观结构演变的影响。结果表明:掺入适量的方解石或... 详细信息

研究了方解石和文石对水泥浆体微观结构和性能演变的作用机理。通过计算方解石和文石在水泥浆体中的填充效应、稀释效应、成核效应及化学效应,探究不同碳酸钙晶型对水泥浆体力学性能及微观结构演变的影响。结果表明:掺入适量的方解石或文石均可以促进水泥早期水化产物的生长和沉淀,水泥浆体早期抗压强度提高,此时碳酸钙的填充效应和成核效应发挥主要作用。水化7 d后,方解石或文石与铝相的反应程度提高,碳铝酸钙含量增多、水泥浆体孔隙率降低,化学效应的影响逐渐增加。文石相比于方解石,对于试件劈裂抗拉强度的提高主要与化学效应有关,反应产生的碳铝酸钙使文石与基体的粘结更加紧密。文石掺量20%~30%(质量分数),矿粉掺量5%~15%时,化学效应占比15%~21%,试件劈裂抗拉强度最多可提高39%。

关键词：碳酸钙方解石文石水泥浆体力学性能微观结构

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二氧化碳养护硅酸钙矿物的强度和微观结构

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硅酸盐学报 2025年第2期53卷 380-395页

作者：肖智强张健胡翔史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 湖南省绿色与先进土木工程材料国际创新合作中心长沙410082 建筑安全与节能教育部重点实验室长沙410082

硅酸钙矿物的碳化是CO_(2)养护水泥混凝土材料及低钙胶凝材料的理论基础,其碳化程度和碳化产物是影响碳化基体强度和微观结构的关键因素。本工作研究了CO_(2)养护波特兰水泥、β-C_(2)S、γ-C_(2)S、C_(3)S_(2)和CS的强度和微观结构,并... 详细信息

硅酸钙矿物的碳化是CO_(2)养护水泥混凝土材料及低钙胶凝材料的理论基础,其碳化程度和碳化产物是影响碳化基体强度和微观结构的关键因素。本工作研究了CO_(2)养护波特兰水泥、β-C_(2)S、γ-C_(2)S、C_(3)S_(2)和CS的强度和微观结构,并分析了CO_(2)养护硅酸钙矿物结构和性能与碳化过程的对应关系。结果表明,经过压制成型(25 MPa压力)和3 d CO_(2)养护[99.9%CO_(2),0.3 MPa,(20±2)℃,相对湿度RH(60±5)%],β-C_(2)S和γ-C_(2)S砂浆试样抗压强度达到50 MPa,其次为水泥和C_(3)S_(2),而碳化CS试样强度仅为11.6 MPa。γ-C_(2)S、C_(3)S_(2)和CS的碳化程度高达60%,β-C_(2)S为50.3%,水泥碳化程度仅29.7%。γ-C_(2)S、C_(3)S_(2)和CS碳化形成的硅胶聚合度较高,且与碳酸钙存在明显分界;而碳化水泥颗粒外层硅胶与碳酸钙相互交织。CO_(2)养护硅酸钙矿物的抗压强度与CO_(2)吸收量和孔隙率呈线性关系。随着Ca/Si摩尔比的升高,CS、C_(3)S_(2)和γ-C_(2)S矿物的CO_(2)吸收量增加、孔隙率降低,抗压强度升高。水泥与β-C_(2)S由于水化和碳化的共同作用,基体孔隙率较低,抗压强度较高。此外,方解石晶粒尺寸,无定形碳酸钙含量以及碳酸钙与硅胶的界面性能等也会影响碳化硅酸钙矿物的抗压强度和微观结构演变。

关键词：二氧化碳养护硅酸钙矿物碳化产物微观结构抗压强度

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聚羧酸系高效减水剂:结构设计、应用技术与展望

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硅酸盐学报 2025年第3期53卷 574-585页

作者：张岳肖宇翀马陈宇 Johann Plank 雷蕾史才军西安高技术研究所西安710025 湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 慕尼黑工业大学 TUM自然科学学院德国Garching 85748

当前全球混凝土行业正致力于推动降碳、节能与减排,这一趋势加速了低碳胶凝材料的广泛应用。随着低碳胶凝材料技术的不断进步,开发适用于低熟料或无熟料胶凝体系的聚羧酸系减水剂(PCE)变得尤为重要。基于此,本文首先概述了PCE的分类、... 详细信息

当前全球混凝土行业正致力于推动降碳、节能与减排,这一趋势加速了低碳胶凝材料的广泛应用。随着低碳胶凝材料技术的不断进步,开发适用于低熟料或无熟料胶凝体系的聚羧酸系减水剂(PCE)变得尤为重要。基于此,本文首先概述了PCE的分类、结构设计原理、合成方法及性能特点,探讨了PCE的最新应用进展与技术创新,特别强调了PCE在低碳掺合料胶凝体系中面临的应用挑战。最后,本文展望了PCE的技术前景及其在实现混凝土行业低碳转型中的重点发展方向。

关键词：聚羧酸系减水剂低碳掺合料胶凝体系分子设计工作性能

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纤维和外加剂对泡沫混凝土收缩性能的影响

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湖南大学学报（自然科学版） 2019年第5期46卷 76-85页

作者：龚建清周孜豪湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室

运用正交试验方法研究了水灰比、砂胶比、减水剂掺量对干密度为800kg/m^3的泡沫混凝土收缩性能的影响,得出了利于泡沫混凝土收缩性能的最优配合比.基于该配合比,进一步研究了聚丙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维、膨胀剂、减缩剂对泡沫混凝... 详细信息

运用正交试验方法研究了水灰比、砂胶比、减水剂掺量对干密度为800kg/m^3的泡沫混凝土收缩性能的影响,得出了利于泡沫混凝土收缩性能的最优配合比.基于该配合比,进一步研究了聚丙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维、膨胀剂、减缩剂对泡沫混凝土收缩性能的影响,同时测试了其对流动性和抗压强度的影响,并利用雷达图分析了最佳外加组分,利用宏观孔结构和SEM电镜下的微观结构解释纤维和外加剂对其减缩的机理.结果表明:综合考虑3d自收缩和28d干燥收缩率,最优配合比为水灰比0.5,砂胶比1.0,减水剂掺量0.5%.纤维、膨胀剂、减缩剂均能有效降低泡沫混凝土的自收缩和干燥收缩,其抵抗收缩能力大小为:减缩剂>膨胀剂>纤维.最佳外加组分为1%质量掺量的减缩剂,其能够在满足泡沫混凝土的流动度和抗压强度的前提下,降低泡沫混凝土37%的3d自收缩和57.5%的56d干燥收缩.纤维的掺入引起部分泡沫的破碎,引起基体干燥收缩增大,但其对泡沫混凝土的物理约束作用使最终的干燥收缩降低.膨胀剂和减缩剂减缩机理在于其自身的化学作用.

关键词：泡沫混凝土纤维膨胀剂减缩剂自收缩干燥收缩

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钙硅比对铝硅酸盐凝胶形成与特性的影响

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材料导报 2020年第12期34卷 12057-12063页

作者：覃丽芳曲波史才军张祖华湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室

碱激发胶凝材料的主要凝胶产物可分为水化硅铝酸钙凝胶(C-A-S-H)和铝硅酸钠凝胶(N-A-S-H)两种,这两种凝胶产物的形成条件与特性尚不十分清楚。本工作利用溶胶-凝胶法合成了与上述水化产物具有类似结构特性的铝硅酸盐凝胶,研究了钙硅比(C... 详细信息

碱激发胶凝材料的主要凝胶产物可分为水化硅铝酸钙凝胶(C-A-S-H)和铝硅酸钠凝胶(N-A-S-H)两种,这两种凝胶产物的形成条件与特性尚不十分清楚。本工作利用溶胶-凝胶法合成了与上述水化产物具有类似结构特性的铝硅酸盐凝胶,研究了钙硅比(Ca/Si)的变化对铝硅酸盐凝胶形成与特性的影响。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、热重-差示扫描量热(TG-DSC)以及透射电镜-能谱(TEM-EDX)等测试技术对不同Ca/Si条件下合成凝胶的物相组成、特征化学结构基团、热稳定性及微观结构进行了分析。结果发现,当Ca/Si<0.6时,N-A-S-H凝胶与C-A-S-H凝胶共存;Ca/Si≥0.6时,只生成C-A-S-H凝胶。当Ca/Si<1.4时,随钙硅比增大反应产物中低聚合度的结构单元及C-A-S-H凝胶的含量增加,同时三维网络结构中高聚合度的结构单元含量降低;Ca/Si≥1.4时,体系形成富硅凝胶。随着体系中Ca/Si的提高,反应产物由生成无定形的N-A-S-H凝胶向生成结构相对有序的C-A-S-H凝胶转变。此研究结果为碱激发胶凝材料的组成设计提供了理论依据。

关键词： N-A-S-H凝胶 C-A-S-H凝胶钙硅比微观结构

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聚羧酸减水剂的合成技术研究进展

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材料导报 2019年第3期33卷 558-568页

作者：沙胜男史才军向顺成焦登武湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室

由于聚羧酸减水剂(PCE)具有掺量低、减水率高(>40%)等特点,可显著改善混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能,它已成为高性能或超高性能混凝土配合比设计中必不可少的组分之一。PCE通常由含阴离子基团(如羧基、磺酸基和磷酸酯基等)... 详细信息

由于聚羧酸减水剂(PCE)具有掺量低、减水率高(>40%)等特点,可显著改善混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能,它已成为高性能或超高性能混凝土配合比设计中必不可少的组分之一。PCE通常由含阴离子基团(如羧基、磺酸基和磷酸酯基等)侧基的主链和中性接枝电荷的侧链组成,阴离子主要作为吸附基团吸附在带正电的水泥颗粒表面提供静电斥力,侧链提供空间排斥力,二者协同作用打破了水泥颗粒间的絮凝状态,改善了水泥浆体的分散性。各种各样(如侧链、接枝密度、锚定官能团和主链长度等)的改性PCE表现出不同的作用效果,可用于性能要求不同的混凝土。随着混凝土原材料的品质不断降低及性能要求不断提高,PCE对水泥类型、水灰比、操作温度、混合时间等混凝土配合比参数和生产条件更加敏感。由羧基和聚环氧乙烷(PEO)侧链组成的PCE与胶凝材料的不适应性越来越突出,超高性能混凝土对PCE的性能要求越来越高,一系列具有减缩、降粘、高保坍等性能的PCE应运而生。PCE主要分为两类:一类是由α-甲氧基聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯(MPEG-MA)通过水溶液自由基共聚或酯化/酯交换反应合成的聚酯型PCE;另一类是将α-烯丙基-α-甲氧基或β-羟基聚乙二醇醚和马来酸酐作为关键单体通过本体或水溶液自由基共聚,或是异戊二烯氧化聚乙二醇、丙烯酸和α-甲基丙烯酰-α-甲氧基或α-羟基聚乙二醇醚共聚合成聚醚型PCE。PCE中的不同官能团具有不同作用:羧酸基起减水和缓凝作用,磺酸基起分散作用,-OH羟基起缓凝和浸透润湿作用,而聚乙烷氧基类基团起保持流动性作用。酯类PCE的减水率及抑制水泥水化能力略低于醚类PCE。自由基聚合工艺简单、合成条件温和,但其因反应不可逆导致聚合度降低,合成产物难以控制;而活性自由基聚合(RAFT)可制备分子量可控、分子量分布窄的嵌段PCE。本文从原材料、合成条件、合成方法和后处理等方面综述了PCE合成制备技术的研究进展,并分析讨论了这些因素对PCE性能的影响,最后对PCE的发展趋势进行了展望。

关键词：聚羧酸系减水剂合成方法原材料合成条件

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