月球用水泥及混凝土的探索和设计

在总结现有研究的基础上,设想在月球环境下制造水泥及其混凝土。结合月球实际,设想利用月球表面的硅质材料,通过干拌蒸汽养护或蒸压养护法和碱性激发材料(硅酸盐水泥、石灰、氧化钠、硅酸钠等)激发,探索和设计适用于月球的蒸压养护大掺量硅质材料的硅酸盐水泥混凝土、蒸压养护硅酸盐混凝土和蒸汽养护或蒸压养护土聚水泥混凝土,为未来月球基地建设服务。

由干混蒸汽法制得的水泥硬化浆体及其性能

对由干混蒸汽法制得的普通硅酸盐水泥硬化浆体及其性能进行了随蒸压温度和蒸压时间变化的研究.得到硬化浆体的抗压强度、表观密度、水灰比、非蒸发水与水泥比、氢氧化钙含量和水化程度均随着蒸压温度的提高和蒸压时间的延长而提高.在第一阶段蒸压温度为140℃和蒸压时间为3 h与第二阶段蒸压温度为213℃和蒸压时间为9 h的条件下,硬化浆体试样的抗压强度达到120 MPa,非蒸发水与水泥质量比为0.134,氢氧化钙含量为23.9%(质量分数),水化程度测定值为60%.

凝灰岩微粉对干混蒸压养护水泥硬化浆体性能的影响

针对月球真空环境和其富含火山灰质材料的特点,对经干混蒸压养护制得的水泥硬化体的性能随凝灰岩微粉掺量的变化规律进行了研究。结果表明:其抗压强度随凝灰岩微粉掺量的增加呈先提高后逐渐降低,在凝灰岩微粉掺量相同的条件下,干混蒸压养护的硬化浆体抗压强度高于经湿拌蒸压养护后的硬化浆体强度,且明显高于经湿拌标准养护28 d的硬化浆体强度,在其硬化浆体中,水泥熟料矿物已水化;在凝灰岩微粉掺量大于20%时,氢氧化钙晶体已不存在;随着凝灰岩微粉掺量的增加,依次出现的水化硅酸钙的产物为水化硅酸三钙、水化硅酸二钙、硬硅钙石、托勃莫来石和白钙沸石。

月球混凝土研究进展及展望

介绍了月球混凝土的概念,月球表面恶劣的自然环境和月球混凝土的适用性。重点归纳了月球混凝土的研究进展,包括月球水泥的制备方法和月球混凝土的拌和方法等,就失重环境和超低温环境可能对月球混凝土带来的重大影响做了深入探讨。最后,对月球混凝土进一步的研究工作进行了展望。