自组装纳米碳材料复合混凝土及其基本构件的高性能、多功能特性

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51578110
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 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:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The self-assembled methods can integrate nanocarbon materials with raw materials or reinforcing fibers of concrete into a whole, which can overcome the issue of heterogeneous dispersion of nanocarbon materials when they are directly added into concrete. This has the potential to fully realize composite efficiency of nanocarbon materials and multiscale reinforcement or modification, thus providing a new approach for developing high-performance and multifunctional nanocarbon materials filled concrete composites. This project will firstly in-situ grow or graft nanocarbon materials on raw materials and reinforcing fibers of concrete to fabricate effective self-assembled multiscale nanocarbon material reinforcing fillers and obtain their fabrication theory, method and technology. Secondly, this project will investigate the relationships between the component, fabrication technology, properties, space field and time domain of the concrete composites with self-assembled multiscale nanocarbon material reinforcing fillers, and then obtain the design and fabrication methods of these composites, and the physical and chemical mechanisms of reinforcement or modification, and the constitutive models of properties of these composites. Finally, this project will further study the mechanical properties, durability and in-situ sensing ability of basic compressive and bending components fabricated with the self-assembled nanocarbon materials filled concrete composites, obtain reinforcement or modification mechanisms of the self-assembled multiscale nanocarbon material reinforcing fillers to properties of the basic compressive and bending components, and build up the mechanical or sensing constitutive models and the in-situ monitoring methods and the prediction models of durability degeneration of these basic components.
采用自组装方法将纳米碳材料与混凝土原材料或增强纤维结合成一体可解决纳米碳材料直接掺入混凝土时的分散不均问题,有望充分发挥纳米碳材料的复合效率并实现多尺度增强与改性,为发展高性能、多功能纳米碳材料复合混凝土提供新途径。本项目将首先采用自组装方法在混凝土原材料及增强纤维上原位生长或接枝纳米碳材料,研制出有效的自组装纳米碳材料多尺度增强体并获得其制备原理、方法和工艺;其次,研究复合自组装纳米碳材料多尺度增强体混凝土的组成-工艺-结构-性能-空间场-时间域之间的内在关联,获得自组装纳米碳材料复合混凝土的设计和制备方法、性能增强或改性的物理和化学机制以及本构模型;最后,研究自组装纳米碳材料复合混凝土基本压弯构件的力学性能、耐久性和原位感知性能,探明自组装纳米碳材料多尺度增强体对混凝土基本压弯构件性能的增强或改性机制,建立其力学和感知本构模型以及耐久性退化原位监测方法和预测模型。

结项摘要

纳米技术作为新工业革命的主导技术,其向土木工程领域的渗透为混凝土的高性能、多功能化提供了新的发展动力。本项目提出了纳米增强改性混凝土的纳米中心效应,并基于该效应研究自组装纳米碳材料对混凝土力学性能、电学性能、感知性能、电磁波屏蔽和吸收等性能的影响规律与机理,特别是复合材料的等效电路模型和压敏性模型;同时结合数值模拟和试验分析研究了基于自组装纳米碳材料复合混凝土的智能结构的性能。研究表明,自组装纳米碳材料对混凝土具有良好的力学增强效果,复合材料抗折强度可达到10MPa,比空白材料提高了18%。复合材料的渗流区间为0.14vol.%-0.45vol.%,直流电导率和交流电导率都具有显著的渗流特征。复合材料电阻变化率和应变灵敏度最大值分别可达84%和704。复合材料具有良好的电磁波吸收性能,电磁波反射率最小可达−32dB,小于−10dB的带宽和小于−15dB的带宽分别为2.16GHz和0.72GHz。上述结果的机理可归结为自组装纳米碳材料在混凝土基体中分散均匀且具有长程和短程的协同作用从而在混凝土中更容易形成广泛的增强和导电网络。基于自组装纳米碳材料复合混凝土的智能结构可以实现其自身的应力、应变以及损伤监测。本项目的开展可促进纳米混凝土制备、性能与机理研究,并为其应用奠定理论基础。

项目成果

期刊论文数量(56)
专著数量(6)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(15)
Mechanical, thermal and electromagenetic properties of nano graphite platelets modified cementitious composites
纳米石墨片改性水泥基复合材料的机械、热和电磁性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    X. Cui;S.W. Sun;B.G. Han;X. Yu;J. Ouyang;S.Z. Zeng;J.P. Ou
  • 通讯作者:
    J.P. Ou
Effect of water content on piezoresistive property of cement-based materials with carbon nanotube/nano carbon black composite fillers
含水量对碳纳米管/纳米炭黑复合填料水泥基材料压阻性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    L.Q. Zhang;S.Q. Ding;B.G. Han;X. Yu;Y.Q. Ni
  • 通讯作者:
    Y.Q. Ni
Comparison of compressive strength and electrical resistivity of cementitious composites with different nano- and micro-fillers
不同纳米和微米填料的水泥基复合材料的抗压强度和电阻率比较
  • DOI:
    10.1016/j.acme.2017.05.010
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    ARCHIVES OF CIVIL AND MECHANICAL ENGINEERING
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Jiang, Shan;Zhou, Daocheng;Han, Baoguo
  • 通讯作者:
    Han, Baoguo
Multi-layer graphene-engineered cementitious composites with multifunctionality/intelligence
具有多功能/智能的多层石墨烯工程水泥基复合材料
  • DOI:
    10.1016/j.compositesb.2017.07.063
  • 发表时间:
    2017-11-05
  • 期刊:
    COMPOSITES PART B-ENGINEERING
  • 影响因子:
    13.1
  • 作者:
    Sun, Shengwei;Ding, Siqi;Ou, Jinping
  • 通讯作者:
    Ou, Jinping
Study on the reinforcing mechanisms of nano silica to cement-based materials with theoretical calculation and experimental evidence
纳米二氧化硅对水泥基材料增强机理的理论计算和实验证据研究
  • DOI:
    10.1177/0021998316632602
  • 发表时间:
    2016-02
  • 期刊:
    Journal of Composite Materials
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    L.Q. Zhang;N. Ma;Y.Y. Wang;B.G. Han;X. Cui;X. Yu;J.P. Ou
  • 通讯作者:
    J.P. Ou

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

超声波在碳纤维水泥基材料制备中的应用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    材料科学与工艺
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩宝国;关新春;欧进萍
  • 通讯作者:
    欧进萍
碳纳米管水泥基复合材料电学性能数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王云洋;丁思齐;姜海峰;韩宝国
  • 通讯作者:
    韩宝国
基于数值模拟的碳纳米管水泥基复合材料导电机理分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张立卿;李祯;姜海峰;韩宝国
  • 通讯作者:
    韩宝国
镍粉粒子形态对硅橡胶基复合材料拉敏性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯涛;张坤;韩宝国;马凤莲;韩宝忠
  • 通讯作者:
    韩宝忠

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

韩宝国的其他基金

氧化硅包覆氧化钛纳米填料改性混凝土的作用效果与机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码