聚合物杂化纳米C-S-H对水泥早期水化微观过程的调控机制
结题报告
批准号:
51902142
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
严涵
学科分类:
E0202.无机非金属基础材料
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
纳米材料是开发水泥基材料新型水化调控技术的有力候选,其中尤以合成纳米C-S-H效能突出。而该类材料中,通过仿生矿化法合成的杂化纳米C-S-H具有结构可设计、性能高的优势,是最具应用潜力的品种。然而,目前对杂化纳米C-S-H在早期水化过程中微观过程研究的缺乏使得对该类材料影响宏观性能的机制尚未明晰,同时,材料钙硅比等关键结构参数仍存在争议。基于上述问题,申请人提出,基于梳形聚合物杂化纳米C-S-H体系,系统研究聚合物杂化纳米C-S-H材料在水泥水化早期过程中的关键微观过程,包括表界面行为、纳米C-S-H的空间分布、早期溶液组分和溶解平衡变化。基于研究结果,揭示该材料的关键结构参数以及水泥胶材的组分构成对微观过程的影响,进而明晰材料结构变化带来的微观过程改变对水泥基材料工作性、早期和强度发展等宏观参数的影响机制,最终初步构建完整结构-微观过程-宏观性能的机理链条。
英文摘要
Nanomaterials are strong candidates for novel hydration control technique. Synthetic nano C-S-H shows outstanding performance in nanomaterials. Among these materials, hybridized prepared by biomimetic mineralization exhibits best application potential due to tunable structure and high performance. However, present studies on hybridized nano C-S-H still lack concern on microscopic processes, leading to unclear mechanism on structure-performance relation and controversy on key structure parameters such as Ca/Si ratio. Based on the above problems, the applicant plan to study the key microscopic processes, including interface behavior, spacial distribution of nano C-S-H and solution processes in early hydration, via polymer hybridized nano C-S-H. Based on the results, the influence of key structural parameters and composition of the binders can be revealed, and the microscopic mechanism for the effect of the above factors on performance can be further clarified. Finally the mechanism chain from structure to microscopic processes to performance can be built.
纳米材料是开发水泥基材料新型水化调控技术的有力候选,其中尤以合成纳米C-S-H效能突出。而该类材料中,通过仿生矿化法合成的杂化纳米C-S-H具有结构可设计、性能高的优势,是最具应用潜力的品种。然而,目前对杂化纳米C-S-H在早期水化过程中微观过程研究的缺乏使得对该类材料影响宏观性能的机制尚未明晰,同时,材料钙硅比等关键结构参数仍存在争议。本项目基于梳形聚合物杂化纳米C-S-H体系,系统研究聚合物杂化纳米C-S-H材料在水泥水化早期过程中的关键微观过程,包括表界面行为、纳米C-S-H的空间分布、早期溶液组分和溶解平衡变化等关键过程。基于研究结果,揭示该材料的关键结构参数以及水泥胶材的组分构成对微观过程的影响,进而明晰材料结构变化带来的微观过程改变对水泥基材料工作性、早期和强度发展等宏观参数的影响机制。.经过项目的开展,得出以下关键进展和重要发现。首先,揭示了C-S-H无机相钙硅配比对其早强行为的影响,发现不同钙硅比C-S-H对于早期水花中溶液中离子的不同吸收活性导致的不同表观早强活性与水化早期矿相消耗速率变化;研究了C-S-H修饰对于无机纳米材料效能的调控机制,发现利用无机材料之间的诱导成核效应可实现其他无机材料(如碳酸钙)的C-S-H修饰和效能调谐。在此基础上,明确了关键早期水化产物钙矾石、关键外来矿相蒙脱土对于杂化纳米C-S-H晶种水化作用机制的影响,发现该两类矿物于低浓度/掺量时与杂化纳米C-S-H晶种的协同早强效应与高浓度/掺量下对梳形分散剂竞争吸附导致的早强效应抑制。此外,还探索了多种具有有机-无机组分协同释放效应的新型杂化纳米材料的构筑及其在水泥基材料中的应用。
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
Investigation of the Effect of Particle Surface Charge and Dispersion Stability on Latex Behavior in Cement Using Non-Ionic and Traditional Latexes.
使用非离子和传统乳胶研究颗粒表面电荷和分散稳定性对水泥中乳胶行为的影响
DOI:10.3390/ma15176145
发表时间:2022-09-05
期刊:Materials (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:
通讯作者:
DOI:--
发表时间:2022
期刊:混凝土世界
影响因子:--
作者:夏正奕;杨勇;王涛;黄振;严涵;冉千平
通讯作者:冉千平
DOI:10.3390/ma15196726
发表时间:2022-09-28
期刊:Materials (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:Yan H;Zhou D;Yang Y;Shu X;Yu C;Ran Q
通讯作者:Ran Q
Durability Improvement of Cement Using Amphiphilic Calcium Carbonate Nanoparticles
使用两亲性碳酸钙纳米颗粒改善水泥的耐久性
DOI:10.3390/coatings12101431
发表时间:2022-09
期刊:Coatings
影响因子:3.4
作者:Han Yan;Xin Shu;Dongliang Zhou;Yong Yang;Lu Chen;Qianping Ran
通讯作者:Qianping Ran
国内基金
海外基金