超高韧性粉煤灰基地聚合物的研制及性能

以粉煤灰为主要原材料设计研制超高韧性粉煤灰基地聚合物(FA-EGC),确定其最优配合比,并研究养护龄期、预加拉伸应变和反应温度对FA-EGC抗压强度、表观密度、拉伸性能及微裂纹特征的影响.结果表明:在水灰比为0.35,水玻璃模数为1.5且掺量为6%(以Na 2O质量计),以及聚乙烯醇(PVA)纤维体积分数为1%时,试件可产生明显应变硬化特性,且最大拉伸应变达到4.7%;随着养护龄期的延长,FA-EGC的拉伸强度不断提高,但养护龄期的延长对其最大拉伸应变有不利影响;当预加拉伸应变相同时,随着龄期的延长,FA-EGC的裂纹总数增加,平均裂纹宽度减小;当龄期相同时,随着预加拉伸应变的增加,FA-EGC的裂纹总数和平均裂纹宽度均增加;在高温反应环境下,FA-EGC的抗压强度、初裂强度和拉伸强度分别提高了6%,60%和10%,但最大拉伸应变和表观密度有所下降.

硅酸镁铝及静置时间对3D打印地聚合物砂浆流变性能的影响

以粉煤灰、矿粉、石英砂为主要原材料,无水硅酸钠为碱激发剂,硅酸镁铝为专用外加剂,制备了粉煤灰基3D打印地聚合物砂浆(以下简称地聚合物砂浆),研究了硅酸镁铝掺量及静置时间对其流变性能的影响,并在最佳硅酸镁铝掺量和最适合静置时间条件下进行了3D打印上机试验.结果表明:地聚合物砂浆的流变性能随着硅酸镁铝掺量的增加而增加,且随着静置时间的增加总体呈增长趋势;采用宾汉(Bingham)流体模型和赫切尔-巴尔克(Herschel-Bulkley)流体模型拟合地聚合物砂浆的流变曲线后发现,上述2种模型的拟合度R^(2)均较高,综合考虑后认为,宾汉流体模型比赫切尔巴尔克流体模型更具优越性;掺加1.0%硅酸镁铝和10 min左右静置时间的地聚合物砂浆能够较好地适用于3D打印工艺,且打印效果良好.

地聚合物基月球混凝土及其3D打印原位建造设想

月球基地建设是未来深空探测的关键支撑环节。文章基于国内外研究成果,探讨了原位利用月球资源研制地聚合物混凝土并进行基地建造的可行性。结果显示:地聚合物混凝土所需原材料90%以上可来源于月球原位资源,且在月球环境下具有良好的耐极端环境性能;基于挤出打印和粉末打印成型工艺,地聚合物材料可满足月球环境的施工需求与环境要求。总之,利用月球原位资源有望实现基于地聚合物的月球基地原位建造设想;但该设想尚处于概念设计阶段,仍然需要相关理论支撑、系统试验研究和可行性评估。

项目驱动式创新思维在水泥基材料科学中的培养研究

随着研究生课程建设改革的推进,为了提升教学质量和强化学生创新性思维能力的培养,文章提出了项目驱动式创新思维的教学模式。此教学模式的核心在于将传统教学内容与时俱进地与当前最新的研究现状和应用现状结合起来,完成三个中心转变,强调传统教学与项目驱动齐头并进。教学内容围绕教材内容、典型项目和主题讨论展开。将项目驱动式创新思维的教学模式应用到水泥基材料科学的相关课程教学中,且取得了一定的教学成效。

开裂龄期对超高韧性纯粉煤灰基地聚合物自愈合性能的影响

结合裂缝特征、拉伸性能及吸水性能多层面评价不同开裂龄期(3、7、14 d和28 d)对超高韧性纯粉煤灰基地聚合物(FA-EGC)自愈合性能的影响,同时采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜-能谱分析对FA-EGC裂缝自愈合产物组成及形貌进行了研究。结果表明:开裂龄期为7 d的FA-EGC试样的自愈合效果最好,其裂缝宽度减小幅度最大、极限强度恢复效果较好、平均吸水率下降得最多,经过28 d自愈合后,裂缝宽度从42μm减小至15μm,平均吸水率下降了29.5%。FA-EGC的自愈合产物为持续的地聚合反应生成的地聚合物凝胶以及CaCO_(3)。