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混凝土中钢筋腐蚀速率模型研究进展
施锦杰;孙伟;预测混凝土中钢筋的腐蚀速率对腐蚀扩展阶段的发展非常重要,同时也能表征腐蚀导致的混凝土保护层开裂的时间。讨论了已有的钢筋腐蚀速率模型,包括经验模型、反应(氧气扩散与混凝土电阻率)控制模型和电化学模型。此外,根据以前的研究成果总结了钢筋腐蚀的时变性、局部腐蚀性与随机性等特征,并提出了准确预测腐蚀速率所需要解决的关键问题。
钙对碱激发胶凝材料的促凝增强作用
叶家元;张文生;史迪;对比研究了不同含钙物质对碱激发胶凝材料凝结时间及强度的影响,并探讨了其影响机制。结果表明:除碳酸钙外,含钙物质具有强烈的促凝作用,由强到弱依次为氯化钙、氢氧化钙、氧化钙;适当掺量的上述含钙物质均具有增强作用,但过量的含钙物质因试样快凝导致强度反而下降。上述含钙物质具有不同促凝增强机制。易溶的氯化钙具有提供非均匀成核基体及生成低钙硅比水化硅酸钙凝胶的共同作用机制,导致少量氯化钙(1.0%)就可使试样凝结时间缩短至10 min以内,但其增强作用只体现于早期。微溶的氢氧化钙只存在"生成凝胶"这单一作用机制,其促凝增强效果变弱。氧化钙与溶液作用生成氢氧化钙,作为非均匀成核基体而促进硅铝聚合反应,但其与溶液作用历时较长,掺量高达5%时才使试样快凝。难溶的碳酸钙溶解度极低,不具备形成非均匀成核基体和生成凝胶的促凝增强机制。
柔性硫化物固态电解质研究进展
胡江奎;袁洪;赵辰孜;卢洋;孙硕;黄佳琦;采用固态电解质的固态锂电池有望从根本上提高电池的安全性能及能量密度,被认为是最具应用前景的下一代电池技术之一。在诸多固态电解质中,硫化物固态电解质由于超高的离子电导率被认为最具实用化前景,但固态电解质膜易碎、难以加工等问题严重阻碍了其在固态电池中的应用。近年来,大量研究成果表明在固态电解质中引入柔性聚合物或柔性支撑载体等可以实现固态电解质膜的柔性化,从而可以解决固态电解质在规模化、薄膜化制备过程中脆裂问题。因此,固态电解质柔性化是推动固态电池工业化的重要解决方案之一。首先介绍了硫化物固态电解质的理化性质及发展历程,随后,总结了聚合物自支撑方法与柔性骨架支撑策略在固态电解质柔性化方面的研究进展,并分别讨论了湿法和干法工艺在硫化物固态电解质柔性化方面的技术特点和优劣,最后对未来发展趋势进行了展望,旨在进一步推动固态锂电池迈向实用化。
内掺硅烷乳液憎水剂对混凝土性能的影响
喻建伟;张朝阳;孔祥明;庞晓凡;蒋凌飞;通过强度测试、水化热实验、热重分析、毛细吸水实验以及压汞实验研究了内掺硅烷乳液憎水剂对混凝土强度以及毛细吸水性能的影响规律及其机理。结果表明:高掺量硅烷乳液一定程度上抑制水泥水化,从而导致混凝土早龄期抗压强度和劈裂抗拉强度下降以及28d养护后水泥净浆试块中毛细孔的体积增大。毛细吸水实验表明:28d龄期混凝土毛细吸水过程的初始吸水速率、二次吸水速率以及总吸水量因硅烷乳液的引入而显著降低;硅烷乳液通过与水泥水化产物反应在毛细孔孔壁形成一层烷基疏水层,使混凝土毛细孔壁性质由亲水性转变为憎水性,进而显著降低混凝土的吸水速率和总吸水率;高水灰比混凝土的毛细孔体积较大,因此硅烷乳液对其影响更为明显。
大体积混凝土温控防裂智能监控技术
刘毅;辛建达;张国新;张磊;李松辉;朱振泱;翟海峰;温控防裂是大体积混凝土施工质量控制的重点和难点问题。介绍了大体积混凝土温控防裂智能监控技术，首先通过建立混凝土开裂全过程仿真试验技术实现了大体积混凝土温度历程的优化设计；然后通过实时采集拌合、浇筑、通水、保温等环节的混凝土温度信息，构建了以温度达标为目标的实时评价和预测模型，实现了施工过程中混凝土温度指标的精准监控和动态预警，并自动化、智能化地调控混凝土温度。工程应用表明，该技术可以实现对大体积混凝土温控的优化和实时监控，提高混凝土施工质量，效果良好，可在同类工程中推广。
铁电陶瓷的电卡效应及其应用
张超;岑方杰;肖文荣;杜全沛;邹凯伦;姜胜林;张光祖;电卡效应通过电场诱导极性材料的相变和偶极子取向，进而引起材料的熵变和温变、控制材料的吸、放热过程，可用于热搬运和制冷。电卡制冷无须危害环境的制冷剂，且具有效率高、体积小和重量轻的特点，可为节能环保制冷技术的实现提供新的解决方案。铁电材料电卡效应的增强是电卡制冷走向实用的关键。铁电陶瓷极化率高、相结构丰富且调控方法多样，在电卡效应研究中备受关注。本工作介绍了基于不同材料体系的铁电陶瓷薄膜、块体和多层厚膜的电卡效应，讨论了电卡性能与材料配方、相变行为和微结构间的内在联系，归纳了材料电卡效应的调控方法。最后，对铁电陶瓷的未来研究进行了展望。
溶胶-凝胶法制备纳米氧化镁
张志刚,袁媛,刘昌胜以六水硝酸镁为前驱体,采用柠檬酸溶胶-凝胶法合成了不同粒径(10-100nm)和结晶度的纳米MgO粉末。研究了柠檬酸的作用机理、不同的工艺条件(水、无水乙醇、柠檬酸的加入量)对溶胶-凝胶稳定性的影响以及焙烧温度对粉末晶体粒径、结晶度的影响。结果表明:未引入柠檬酸时,凝胶的稳定性较差,氧化镁产物粒径较大且团聚较严重。引入柠檬酸后,并当水:六水硝酸镁:柠檬酸:乙醇=100:9:9:2:1(摩尔比)时可形成稳定的凝胶体系。焙烧温度对制得的MgO粉末的化学成分和晶体形貌基本无影响,但对粉末结晶度和粒径有显著的影响。500℃焙烧制得的纳米氧化镁粉末粒径为10nm左右,结晶度低,粒子间有一定的团聚;600℃的粉末粒径为30-60nm,结晶度有所提高,粒子的分散性较好;900℃的粉末粒径为50-100nm,结晶度更高,晶相更完整。
基于均匀化理论的混杂纤维混凝土有效弹性模量计算
邓方茜;徐礼华;池寅;王力;混杂纤维混凝土是典型的多相多层次非均质复合材料,在弹性阶段其宏观尺度力学行为由细观、微观乃至纳观组成与结构决定。为探究材料微细观结构对宏观尺度力学性能的影响,在微细观力学框架下,基于Mori-Tanaka法和三相模型,建立了考虑界面作用的钢-聚丙烯混杂纤维混凝土弹性模量的多尺度均匀化理论模型,在经过试验结果验证的基础上,进行了影响因素拓展分析。结果表明:钢纤维的掺入提高了混凝土弹性模量,其提高幅度随钢纤维体积掺量的增大而增大,而聚丙烯纤维的掺入对弹性模量的影响不大;混杂纤维混凝土弹性模量随纤维界面弹性模量的增大而增大,且纤维掺量越大其增大幅度越大;增大钢纤维和聚丙烯纤维界面厚度均会减小其弹性模量;骨料体积分数是影响整体弹性模量的主要因素,表现在骨料所占体积越大,材料整体弹性模量也越大。
溶胶-凝胶法制备纳米羟基磷灰石粉体
徐晓虹;吴建锋;华全;倪扬;闫宇嵩;沈薇薇;以四水合硝酸钙和五氧化二磷为原料,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了含CO32-的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAP)粉体。采用热重-差热分析、X射线衍射、透射电子显微镜、Fourier变换红外光谱等研究了反应体系pH值、反应温度及前驱体热处理温度等因素对产物结构与性能的影响规律,结果表明:采用溶胶-凝胶工艺,调控反应体系的pH、反应温度及前驱体的热处理温度是获得纯度高、分散性较好的纳米HAP粉体的关键。pH值为8.0、反应温度为30℃,经600℃热处理可获得到粒径为40～50nm的HAP纳米粉体。
硫酸钠盐结晶对混凝土破坏的影响
杨全兵;杨钱荣;研究了Na2SO4盐结晶对干湿循环作用下混凝土剥蚀破坏、膨胀率和强度的影响,以及降温作用下Na2SO4溶液体积膨胀率和结晶压的变化。结果表明:Na2SO4盐结晶产生的混凝土膨胀和剥蚀破坏随着盐浓度和干湿循环次数的增加明显增大,且超过一定循环次数后,经干燥后的混凝土非但不收缩,反而继续膨胀。在降温作用下,Na2SO4溶液盐结晶体积膨胀率和结晶压随着盐浓度增加显著增大,且开始出现膨胀和结晶压的温度也提高,其产生的盐结晶压可超过7MPa,足以引起混凝土破坏。