高性能水泥基材料的耐久性能及其微观结构

采用加速扩散法、Na2SO4溶液浸泡法、快冻法、快速碳化法分别研究了普通混凝土(Ordinary Concrete,简称OC)、高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)、低渗透混凝土(Low Permeability Concrete,简称LPC)、无细观界面过渡区水泥基材料(Meso-inter-facial transition zone-free cement-based materials,简称MIF)等4种水泥基材料的抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻性能、抗碳化性能。结果表明:OC、HPC、LPC和MIF的抗氯离子渗透性能、抗冻性能和抗碳化性能排列顺序均为:MIF>LPC>HPC>OC,而HPC、LPC和MIF均有较好的抗硫酸盐侵蚀性能。同时,孔结构分析表明:就孔隙率、最可几孔径、孔径≥50 nm的孔含量而言,OC、HPC、LPC和MIF的排列顺序均为:MIF<LPC<HPC<OC,且MIF的孔结构最优,具有孔隙率低、小孔多的特点;界面过渡区水化产物微观形貌表明,LPC和MIF的界面过渡区得到显著改善,尤其是MIF的界面过渡区内水化产物结构更为致密。孔结构和界面过渡区得到显著改善的MIF,其耐久性能也得到明显提高。

水泥基发光材料的发光特性与微观形貌

以水泥为基体材料,利用稀土发光材料、反光材料制备出水泥基发光材料(Luminescent Cementitious Mate-rials,简称LCM),采用强度试验、荧光分光光度计、亮度计、ESEM等测试手段研究LCM的抗折和抗压强度、发光亮度和余辉时间以及微观形貌。结果表明,在发光粉掺量15%～45%、反光粉掺量0%～25%范围内,LCM的28d抗折强度和抗压强度分别在6.5～8.0MPa和40～55MPa之间;随着发光粉掺量的增加,LCM的发光亮度增大,特别是对初始发光亮度有较大影响,随着反光粉掺量的增加,LCM的的余辉时间延长;LCM在太阳光照1h后的初始发光亮度、余辉时间均比在40W日光灯照5h后的好;LCM中发光粉、反光粉均不参与水化反应,发光粉与水泥水化产物胶结,反光粉被水泥水化产物包裹,共同形成比较致密的结构。建议LCM中发光粉的掺量为15%～25%,反光粉的掺量为0～15%。

发光透光水泥基材料的力学性能与光学特性

为了有效解决水泥基材料的发光和透光性能不好问题,用发光水泥基混合料和自主设计的光纤均布装置制备出发光透光水泥基材料.采用强度试验、荧光分光光度计、亮度计、ESEM等测试手段研究了LTCM的力学性能、发光性能、透光性能与微观形貌.结果表明:光纤体积分数2.18%时,有利于提高LTCM的抗折和抗压强度;随着发光粉和反光粉掺量的增加,LTCM的发光亮度增大,特别是对初始发光亮度有较大影响,LTCM的余辉时间延长.LTCM的透光性足以满足采光要求,可以清晰地显现出物体轮廓或形状,起到了透光显影的作用.