水泥基材料匹配水化及匀质结构形成的控制机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51872120
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0202.无机非金属基础材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

There is a big difference in the aspect of hydration activity, products and hardening characteristics among different clinker minerals, and between the clinker and auxiliary cementitious materials. It leads to uneven distribution of the products and uncompacted microstructure of hardened cement paste, and restricts the performance of cement-based materials to further improve.In order to further improve the strength and durability of cement-based materials to meet the need of long safety working age and extreme working condition, it must be to design, optimize and control the microstructure of cement-based materials. Therefore, it is put forward by our present project to study the controlling mechanism of matching hydration among the components of cement-based materials and the formation of homogeneous structure of hardened paste. These measures, the control of clinker mineral composition and hydration activity, the fineness and particle size distribution of the finely ground clinker and auxiliary cementing material and its matching, induced hydration and activity stimulation, are taken in order to better matching hydration among different clinker mineral, clinker and auxiliary cementing materials and producing the mutually beneficial synergy during the hydration and hardening process of the cement-based material, thereby achieving the aim to control the formation, morphology, dimensions, distribution and accumulation of the hydration products, and obtaining continuous, homogeneous and compact hardening structure. Through the studies in the project, the optimal clinker mineral composition and design principles based on matching hydration and homogeneous structure will be confirmed. The influence rule of the optimal matching of fineness and particle size distribution between common auxiliary cementing material and clinker, activity stimulation and pretreatment, temperature and pH on the matching hydration and the microstructure and performance will be explicit. The approach and mechanism to induce hydration and hardening will be.mastered. The matching principle of hydration among different clinker mineral, auxiliary cementing materials and clinker will be explicit. The evolution law of cement-based material microstructure under matching control will be revealed and the mechanism to control homogeneous microstructure formation will be established.
水泥基材料中不同熟料矿物及熟料与辅助胶凝材料之间,在水化活性、产物和硬化特性方面存在较大差异,导致硬化浆体中产物分布不均匀、堆积不密实,直接制约着性能进一步提升。若要较大幅度提升其性能,须从更微观尺度控制硬化体结构的形成。本项目提出,通过调控熟料矿物水化活性匹配、纳米晶种或粒子诱导水化、石膏溶解特性、熟料与辅助胶凝材料颗粒组成匹配、化学助剂及活性激发等措施,使水泥基材料各组分实现匹配水化,不同组分之间产生有利的协同效应,达到控制水化产物的生长与分布,使各种产物更加合理的交错连生、紧密堆积,形成高度均匀致密的硬化体结构,进而显著提高其力学和耐久性能。通过探明不同熟料矿物共同水化硬化时的协同效应,揭示水泥基材料匹配水化及其调控机理,掌握匹配水化下硬化体结构演变规律,建立结构演变模型和控制机制。提升水泥基材料的力学和耐久性能,为实现水泥基材料性能的设计性、可控性提供理论基础。

结项摘要

水泥基材料中不同熟料矿物及熟料与辅助胶凝材料之间,在水化活性、产物和硬化特性方面存在较大差异,导致硬化浆体中产物分布不均匀、堆积不密实,直接制约着性能进一步提升。本项目针对水泥基材料中的不同熟料矿物及熟料与辅助胶凝材料之间的水化活性、产物和硬化特性的不同机制,从更微观尺度控制硬化体结构的形成。首先针对熟料的主要矿物C3S、C2S、C3A和C4AF,从单矿物着手,系统研究了两种、三种或四种矿物共同水化时相互间水化速率、水化产物生长与分布、硬化体结构与性能等的协同规律,揭示了熟料矿物之间的匹配水化关系。根据矿物匹配水化的研究结果,设计了不同的熟料矿物组成,通过研究不同组成对匹配水化以及硬化体结构形成和性能的影响规律,提出了基于匹配水化和硬化体结构均匀性与致密性的最佳熟料矿物组成为C3S:C3A:C4AF约为8.6:1.0:1.1。进而开展了纳米晶种、减水剂以及不同种类石膏对熟料矿物匹配水化的影响规律的研究,结果表明,纳米SiO2可促进C3S水化,抑制C3A和C4AF的水化,并改善微结构;聚羧酸减水剂也具有抑制C3A和C4AF水化、促进C3S的水化的作用;二水石膏对熟料水化的调节作用明显,而无水石膏更有利于致密微结构的形成。在此基础上,开展了多因素协同对水泥基材料水化硬化历程、水化产物生长与分布,孔结构与分布以及力学与耐久性等的影响研究,基于匹配水化原理优化水泥基材料的组成设计,探讨水泥基材料硬化体结构与性能的演变规律,揭示了多因素协同调控水泥基材料结构与性能的机制。建立了UHPC紧密堆积模型,确定了28d抗压强度达165Mpa的最佳组成。.本项目研究成果,为进一步提升水泥基材料的力学和耐久性能,实现水泥基材料性能的设计性、可控性提供理论基础。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(5)
Changes in fractal dimension and durability of ultra-high performance concrete (UHPC) with silica fume content
硅粉含量对超高性能混凝土(UHPC)分形维数和耐久性的变化
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Archives of Civil and Mechanical Engineering
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Congqi Luan;Jingyu Wang;Jinxu Gao;Jinbang Wang;Peng Du;Zonghui Zhou;Yongbo Huang;Shuang Du
  • 通讯作者:
    Shuang Du
Optimizing the Design Proportion of High-Performance Concrete via Using Response Surface Method
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  • DOI:
    10.1007/s40996-021-00802-9
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Congqi Luan;Mei Zhou;Tongtong Zhou;Jinbang Wang;Lianwang Yuan;Kai Zhang;Zunchao Ren;Yongyi Liu;Zonghui Zhou
  • 通讯作者:
    Zonghui Zhou
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加快裂纹水泥复合材料的电化学修复速度:碳纳米纤维的作用
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2021.125349
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Construction and Building Materials
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Qian Zhang;Lianwang Yuan;Zonghui Zhou;Jinbang Wang
  • 通讯作者:
    Jinbang Wang
Investigation on Crack Recovery Behavior of Engineered Cementitious Composite (ECC) Incorporated Memory Alloy Fiber at Low Temperature
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  • DOI:
    10.30919/esmm5f662
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    ES Materials & Manufacturing
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Mengfan Song;Jinbang Wang;Lianwang Yuan;Congqi Luan;Zonghui Zhou
  • 通讯作者:
    Zonghui Zhou
Synthesis of kaliophilite from high calcium fly ash: Effect of alkali concentration
高钙粉煤灰合成钾钙石:碱浓度的影响
  • DOI:
    10.1016/j.cscm.2022.e01542
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Case Studies in Construction Materials
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Xianqi Chen;Jiyuan Chen;Min Li;Jinbang Wang;Zonghui Zhou;Peng Du;Xiuzhi Zhang
  • 通讯作者:
    Xiuzhi Zhang

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  • 通讯作者:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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