碳纳米管水泥基复合材料的多尺度力学行为及其形成机理研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51608311
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E08.建筑与土木工程
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Carbon nanotubes,especially multi-wall carbon nanotubes reinforeced composites, have become hotspots in the fields of cement based materials recently. Most of research work has shown that CNTs can improve the mechanical and microstructure performance of cement based materials when CNTs was highly dispersed in the matrix. Meanwhile, CNTs is a promising candidate for the multi-functional composite materials,such as thermoelectric conducting, electromagnetic shielding, piezoelectric,etc.However there is less research on carbon nanotubes reinforced cement based composites,More researches are badly needed to establish quantitative dispersion of carbon nanotubes within cement pastes and to carry out the influence mechanism of carbon nanotubes on microstructur. In this research,methods for dispersing cabon nanotubes and quantitatively dispersion determination within cement pastes will be investigated. Hydration products,anhydrated cement particles,ITZS and pore structure will be quantitatively characterized and analyzed by art-of-state testing technology on nano/micro scales,and the influence of carbon nanotubes on microstructure will be studied. The relation between microstructure and mechanical properties,such as.strength,toughness,wear resistance, elastic modulus,etc., of carbon nanotubes enhanced cement based composites will then be established.
目前,碳纳米管(CNTs), 特别是多壁碳纳米管(MWCNTs)增强复合材料是国际复合材料领域研究的热点。研究表明,碳纳米管能改善水泥基复合材料的力学和微结构性能,还可赋予水泥基复合材料导电导热、电磁屏蔽、压电等诸多新型功能性性能。然而,碳纳米管增强水泥基复合材料的研究相对较少,碳纳米管在水泥基材料中分散性的定量表征、碳纳米管对水泥基复合材料微结构的影响机理等方面的研究还不够深入。本项目将研究碳纳米管在水泥基材料中的有效分散技术并确定其分散性的定量表征方法,运用现代化的测试技术,在微纳米尺度上对水泥基复合材料中水化产物、未水化水泥颗粒、各层次界面、孔等微结构信息进行测试和定量表征, 提炼碳纳米管增强水泥基复合材料微结构形成机理。探讨碳纳米管增强水泥基复合材料强度、 韧性、耐磨性、弹性模量等宏观性能与微结构的有机联系,建立微结构与宏观性能的关系。

结项摘要

碳纳米管在对水泥基材料力学性能和微观结构的影响机理,是本领域的研究重点和难点。本项目通过透射电镜和扫描电镜实验分析了CNTs的分散性,确定了表面活性剂+硅灰+超声波分散的复合分散技术,提出了具有空间位阻效应的表面活性剂掺加浓度大于临界胶束浓度是实现CNTs在水泥基材料中实现良好分散的临界条件。提出了一种碳纳米管分散液中碳纳米管分散度R的定量计算方法。采用纳米压痕力学测试系统研究了碳纳米管对水泥基复合材料压痕硬度和压痕模量的影响,对压痕模量和压痕硬度的频率分布进行了Gaussian函数的解卷积分峰处理,从本质上揭示碳纳米管对水泥基复合材料的增强机制。通过实验研究、理论分析等多种研究手段,分析了碳纳米管对水泥基材料的力学性能和微观结构的作用机理,为碳纳米管增强水泥基材料的研究和应用提供了重要的学术意义和实用价值。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
本体聚合法制备新型粉体早强型聚羧酸减水剂
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    新型建筑材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘巧玲;邵琪;宋沛霖;逄鲁峰;常青山;付鹏;王敏;郎慧东
  • 通讯作者:
    郎慧东
外加剂对负温套筒灌浆料性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    混凝土
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马正先;宋沛霖;杭鑫坤;逄鲁峰;刘巧玲;李兵;常青山
  • 通讯作者:
    常青山
多壁碳纳米管增强水泥基复合材料的纳米力学性能
  • DOI:
    10.13801/j.cnki.fhclxb.20190730.004
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    复合材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘巧玲;李汉彩;彭玉娇;董晓斌
  • 通讯作者:
    董晓斌
Fatigue behavior of naturally corroded plain reinforcing bars
自然腐蚀的普通钢筋的疲劳性能
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2017.06.173
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Construction and Building Materials
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Shibin Li;Hongwei Tang;Qiang Gui;Zhongguo John Ma
  • 通讯作者:
    Zhongguo John Ma
Effect of Cellulose Nanocrystals on the Properties of Cement Paste
纤维素纳米晶对水泥净浆性能的影响
  • DOI:
    10.1155/2019/8318260
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Journal of Nanomaterials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qiaoling Liu;Yujiao Peng;Long Liang;Xiaobin Dong;Hancai Li
  • 通讯作者:
    Hancai Li
共 6 条
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    分析科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘巧玲;卞伟;董川;双少敏
  • 通讯作者:
    双少敏
我国省际贸易隐含污染核算方法的比较研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    统计研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘巧玲;王奇
  • 通讯作者:
    王奇
3D printing cement-based material and preparation method thereof
3D打印水泥基材料及其制备方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨钱荣;刘巧玲
  • 通讯作者:
    刘巧玲
宁夏中部干旱带砂土混合覆盖下土壤蒸发估算
  • DOI:
    10.13870/j.cnki.stbcxb.2022.02.028
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    水土保持学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾振江;赵广兴;李王成;安文举;刘巧玲;李阳阳;徐天渊
  • 通讯作者:
    徐天渊
科尔沁草甸地冻融期土壤水热盐动态迁移规律
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    水科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘巧玲;刘廷玺;段利民;岳翠桐
  • 通讯作者:
    岳翠桐
共 18 条
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    面上项目