Effect of Electrodeposition Methods of Cuprous Oxide on Antibacterial Properties of Concrete

Three types of electrodeposition,DC electrodeposition,low-frequency pulsed electrodeposition and high-frequency pulsed electrodeposition,were used to deposit cuprous oxide on the concrete surface to improve the antibacterial properties of concrete.The effects of pulse deposition frequency on the antibacterial property of concrete were studied using sulfate-reducing bacteria(SRB)and Escherichia coli(E.coli)as model bacteria.The bacterial concentration and the antibacterial rate were measured to evaluate the antibacterial performance of concrete.The effects of different deposition methods on the elemental content of copper and the amount of copper ions exuded were studied.XRD and SEM were used to analyze the microstructure of the deposited layers.The experimental results show that the concrete treated by electrodeposition exhibited good antibacterial properties against SRB and E.coli.The antibacterial effect of cuprous oxide deposited on concrete by pulse method was better than that by direct current(DC)method.The antibacterial rate of concrete was positively correlated with the exudation rate of copper ion.As the pulse frequency increased,the deposits content on the surface was increased with an accompanying improvement in the antibacterial property.Besides,the pulsed current had an indiscernible effect on the composition of the sediments,which were all mainly composed of Cu_(2)O,but the morphology of the Cu_(2)O differed greatly.Cubic octahedral cuprous oxide had better antibacterial properties with the highest copper ion leaching rate compared with cubic and spherical cuprous oxide.

纳米二氧化硅对水泥石的氯离子结合量影响

混凝土孔溶液中的自由氯离子容易造成钢筋锈蚀和混凝土结构开裂,导致混凝土建筑结构破坏。研究将混凝土孔溶液中的自由氯离子转化为结合氯离子,对混凝土结构的稳定性有着十分重要的意义。试验以纳米二氧化硅掺量和氯离子浓度为变量,研究了纳米二氧化硅对水泥石的氯离子结合量影响,根据等温吸附理论绘制结合氯离子与自由氯离子的拟合关系曲线,通过XRD分析、热重分析研究水泥石的氯离子结合机理。结果表明:纳米二氧化硅的掺入对水泥石的氯离子结合量有改善作用、能够加快水泥水化、促进C-S-H凝胶和Friedel′s盐的生成,有利于水泥石的氯离子物理吸附和化学结合。

蛋壳粉钙源对微生物修复砂浆裂缝效果的影响研究

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是一种新型的混凝土裂缝修复技术。钙源作为MICP中主要反应物,对MICP修复混凝土裂缝的效果有重要影响。基于固废利用的理念,采用蛋壳粉作为钙源修复砂浆裂缝。对蛋壳粉提取物、醋酸钙、氯化钙和硝酸钙作为MICP钙源修复裂缝后的砂浆进行抗压强度、超声脉冲测试,并对碳酸钙沉淀量进行测定分析,探讨蛋壳粉提取的钙源用于MICP修复砂浆裂缝的可行性。结果表明:蛋壳粉钙源作为修复液组分修复砂浆21 d后,强度修复率为93.81%、相对动弹模为0.824和碳酸钙沉淀量为0.3591 g。相比于传统钙源,将蛋壳粉提取物作为MICP钙源,砂浆裂缝修复后试件的强度和裂缝处碳酸钙沉淀含量更高、结构更致密、完整性更好。

复杂环境下粉煤灰水泥石的离子浓度分布与维氏硬度劣化规律

地铁工程混凝土结构处于硫酸盐、氯盐及杂散电流共存的复杂环境。本文针对地铁工程环境下混凝土的耐久性问题,研究了硫酸盐、氯盐及电场共同作用下,粉煤灰掺量对水泥石内硫酸根离子浓度分布、氯离子浓度分布和维氏硬度分布的影响,并基于Logistic函数建立维氏硬度预测模型,最后采用XRD分析了水泥石劣化的机理。结果表明:随侵蚀深度的增加,水泥石内硫酸根离子浓度不断降低,氯离子浓度呈现先增后降的趋势;侵入水泥石的氯离子和硫酸根离子的含量都随粉煤灰掺量的增加而先减后增,当粉煤灰掺量为10%(质量分数)时,侵入水泥石的氯离子与硫酸根离子的含量最低;被侵蚀后的水泥石内维氏硬度分布分为劣化区、增强区和完好区三个区域;预测模型可以准确表征水泥石内维氏硬度分布规律;适量粉煤灰的掺入可以减少受侵蚀后试件内的钙矾石(AFt)和石膏含量。

废弃口罩纤维增强砂浆的性能研究

自新冠疫情爆发以来,废弃一次性医用口罩(disposable medical masks,DMMs)处理问题日益严峻,通过制备DMMs纤维增强砂浆,不仅可以大量回收利用一次性医用口罩,还可以提高砂浆的抗裂性能。研究了DMMs纤维长度、掺量对砂浆的力学性能、干燥收缩以及早期抗裂性能的影响,验证其应用于建筑材料的可行性。结果表明:DMMs纤维的掺入会略微降低砂浆的抗压强度;DMMs纤维长度增加会降低砂浆抗折强度的提升效果;砂浆的后期抗折强度随着DMMs纤维掺量增加呈现先升高后下降的趋势,DMMs纤维长度为15 mm、掺量为1.00%时,28 d抗折强度提升最高,相比基准砂浆提高了19.39%;而随着掺量增加,砂浆的干缩率持续下降,抗裂性能逐渐提高,DMMs纤维掺量为1.25%时,砂浆表面24 h内无裂缝出现。

镀镍碳纤维水泥基材料的力学与电学性能研究

镀镍碳纤维水泥基材料具有良好的自感知性,可广泛地应用于结构健康监测领域。试验选用净浆试件,表征与测试了不同纤维长径比和纤维取向的试件的抗压、抗折强度以及电阻率和压敏性。结果表明:随着纤维长径比的增大,镀镍碳纤维水泥基材料的力学性能与压敏性能先提高后降低,电阻率逐渐降低;与非定向试件相比,定向纤维试件的抗压、抗折强度以及导电性和压敏性均有所提高;其中,纤维长径比为900的定向镀镍碳纤维水泥净浆的力学及电学性能最佳。

基于DFT扩频的60GHz光毫米波OFDM-RoF系统

针对正交频分复用(OFDM)信号的高峰值平均功率比(PAPR)严重影响正交频分复用-光载无线(OFDM-RoF)系统性能的问题,研究了如何利用离散傅里叶变换(DFT)扩频降低OFDM信号的PAPR;理论分析了DFT扩频降低OFDM信号PAPR的原理;研究并设计了一种基于DFT扩频的60GHz光毫米波OFDM-RoF系统。仿真结果表明:与传统的OFDM-RoF系统相比,DFT扩频的OFDM-RoF系统不仅能明显降低OFDM信号的PAPR和光纤非线性效应的影响,而且还可以提高系统的接收机灵敏度。