海水拌养混凝土固-液界面非匀质溶解动力学过程和水化时变规律
批准号:
51708108
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
23.0 万元
负责人:
冯攀
依托单位:
学科分类:
E0805.工程材料
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
佘伟、高云、陈衡、叶少雄、顾越、武胜萍
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中文摘要
海水拌养混凝土技术是实现海洋地材资源化,加速海洋离岸工程建设的重要途径。然而,海水中多盐-温度耦合作用下的水化机理却不明确。本项目将率先运用数字化全息显微技术,纳米尺度上实时、原位监测胶凝材料纳米尺度上的三维形貌变化,定量表征固-液界面溶解速率的分布,揭示多盐-温度交互作用下胶凝体系水化产物生长的时变规律,建立基于胶凝材料非匀质溶解的水化动力学模型。探明微结构的形成与演变过程,建立基于热动力学的3D微结构演化模型。进而,从源头上阐明多盐-温度耦合作用下胶凝材料的水化机理和微结构演变机制,为优化海水拌养混凝土的长期服役性能提供重要的理论依据。
英文摘要
Seawater mixing concrete technology is one very important way to accelerate the construction of offshore projects and realize the marine resources utilization. Yet the hydration mechanism of cementitious materials under the coupling of multiple inorganic salts contained in seawater and the wide span of temperature still remains unclear. This project will be the first time to apply Digital Holographic Microscopy on characterizing the 3D topography at the solid-solution interface on nano-scale in real time and in situ. The solid-solution interface dissolution rate distribution will be quantitatively characterized, the time dependent growth of hydration products will be revealed under the coupling effect of multiple salts and temperature. Based on the heterogeneous dissolution behavior, the hydration kinetic model will be developed. The microstructure will also be investigated, based on which the 3D thermodynamic microstructure model will be established. Therefore, the hydration mechanism and microstructure development of cementitious materials under the coupling of multiple salts and temperature will be revealed essentially. This study will provide the theoretical support for the optimization of seawater mixing concrete durability in the future.
海水拌养混凝土技术是实现海洋地材资源化和加速海洋离岸工程建设的重要途径,而海水中氯离子和硫酸根等离子对钢筋混凝土耐久性的危害行为有待进一步探明和抑制。本项目针对水泥基材料在盐离子环境下的溶解行为和水化时变规律,利用数字化全息显微镜技术监测了水泥重要矿物铝酸三钙在纯水和盐溶液中的溶解行为差异,克服了传统方法无法准确测量高活性水泥矿物纯溶解速率的局限性,同时也证实了硫酸根离子对抑制铝酸三钙早期溶解的作用机理。项目组研究了海水无机盐对水泥体系的水化作用机理及水泥浆体早期性能的影响,探明了海水无机盐对于水化进程、水化产物种类及形貌以及浆体流变性能和力学性能的影响规律,进一步分析研究了海水拌养技术的适用性。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Nanodispersed TiO2 hydrosol modified Portland cement paste: The underlying role of hydration on self-cleaning mechanisms
纳米分散二氧化钛水溶胶改性硅酸盐水泥浆体:水合作用对自清洁机制的潜在作用
DOI:10.1016/j.cemconres.2020.106156
发表时间:2020-10
期刊:Cement and Concrete Research
影响因子:11.4
作者:Wang Zixiao;Yu Qingliang;Gauvin Florent;Pan Feng;Ran Qianping;Brouwers H. J. H.
通讯作者:Brouwers H. J. H.
DOI:10.1016/j.conbuildmat.2018.07.067
发表时间:2018-10-10
期刊:CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
影响因子:7.4
作者:Chen, Heng;Feng, Pan;Sun, Wei
通讯作者:Sun, Wei
The influence of inorganic admixtures on early cement hydration from the point of view of thermodynamics
从热力学角度探讨无机外加剂对水泥早期水化的影响
DOI:10.1016/j.conbuildmat.2020.119777
发表时间:2020-10-30
期刊:CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
影响因子:7.4
作者:Chen, Heng;Feng, Pan;Cheng, Xin
通讯作者:Cheng, Xin
Influence of temperature rising inhibitor on nucleation and growth process during cement hydration
升温抑制剂对水泥水化成核及长大过程的影响
DOI:10.1016/j.tca.2019.178403
发表时间:2019-11-01
期刊:THERMOCHIMICA ACTA
影响因子:3.5
作者:Zhang, Hao;Liu, Xin;Wang, Wenbing
通讯作者:Wang, Wenbing
Hydrogel networks as underwater contact adhesives for different surfaces
水凝胶网络作为不同表面的水下接触粘合剂
DOI:10.1039/d0mh00176g
发表时间:2020-08-01
期刊:MATERIALS HORIZONS
影响因子:13.3
作者:Pan, Feng;Ye, Shaoxiong;Zhang, Wei
通讯作者:Zhang, Wei
基于磁性2D材料的C-S-H凝胶有序微结构调控及混凝土增韧机理
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:冯攀
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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