高温养护条件下现代水泥基材料早期微结构演变及调控机理研究

基本信息
批准号:51308302
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:张文华
学科分类:
依托单位:南京林业大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘成,张高勤,赵联帧,王晓岩,魏健,赵建华
关键词:
现代水泥基材料高温养护微结构调控
结项摘要

The high temperature curing conditions often encountered in the conservation of the large volume of concrete and precast concrete production process. Compared with normal temperature curing, high temperature curing causes a significant change in the internal microstructure of cementitious materials, which leads to decline of the physical and mechanical properties and durability of concrete. However, due to the complexity component of modern cementitious materials, there are still many doubts about the cementitious materials hydration mechanism. In this project, the newly designed high temperature ultrasonic instrument and improved non-electrode resistivity measuring instrument are used to in-situ continuously tracking the hydration process of modern cementitious materials. Besides, the Nanoindentation and atomic force microscopy, X-ray computed tomography, X-ray diffraction, Environmental scanning electron microscope are used to investigate the hydration prodcuts, the microstructural evolution and pore structure change of the modern cementitious materials. The influences of the mineral admixtures, chemical admixtures and water-cement ratio on the hydration mechanism of modern cementitious materials under high temperature curing are revealed. Based on experimental data, the hydration kinetics model and microstructure formation mechanism model account for the effect of curing temperature and mineral admixtures are established. Finally, the numerical simulation is used for 3D reconstruction of the early hydration process, which can intuitive show the evolution of the microstructure formation process. The project can improve the hydration dynamics theory of inorganic cementitious materials.

高温条件是大体积砼和砼制品生产过程中常常遇到的养护情况,与常温相比高温养护会使水泥基材料内部微结构发生显著变化,并导致其物理力学性能及耐久性能下降,但由于现代水泥基材料组分复杂,目前对其高温养护下早期水化机理仍存众多疑惑。本项目利用自行设计研发的新型高温超声波测量仪和改进的无电极电阻率测量仪,原位、持续地追踪观测现代水泥基材料早期的水化历程全貌;并采用纳米压痕、原子力显微镜、X射线计算机断层扫描、XRD、ESEM等先进现代微观测试技术,对现代水泥基材料水化产物、微结构演变、孔结构变化过程进行研究,揭示高温养护下矿物掺合料、化学外加剂、水灰比等因素对水化机理的影响规律;基于实验数据,建立与温度、矿物掺合料相关的现代水泥基材料水化动力学模型及微结构形成机理模型;最后,利用数值模拟方法对早期水化进行3D重构,直观展现微结构的演变过程。本项目将为完善和发展无机胶凝材料的水化动力学理论奠定科学基础。

项目摘要

现代水泥基材料组分复杂,目前对其高温养护下早期水化机理仍存众多疑惑。本项目自行设计研发的新型高温超声波测量仪和改进的无电极电阻率测量仪,原位、持续地追踪观测现代水泥基材料早期的水化历程,发现养护温度的提高显著促进了水化速率,粉煤灰对水化进程有一定的延缓作用,但是硅灰表现为明显的促进作用,矿渣作用不明显;采用XRD、ESEM等先进现代微观测试技术,对现代水泥基材料水化产物、微结构演变、孔结构变化过程进行研究,发现粉煤灰和硅灰有火山灰效应与填充效应,可以显著改善现代水泥基材料的微观结构与性能。最后,基于水化动力学理论,采用 CEMHYD3D水化模型,基于真实胶凝材料粒径分布、矿物组成等信息,模拟凝材料水化过程,获取产物、各种理参数以及不同度下微结构信息,真实再现了现代水泥基材料早期水化、硬化微结构形成过程,实现材料微观组织动态演化的精确仿真。本项目将为完善和发展无机胶凝材料的水化动力学理论奠定科学基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
3

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

DOI:10.3969/j.issn.1674-0858.2020.04.30
发表时间:2020
4

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

DOI:10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0450
发表时间:2021
5

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

DOI:
发表时间:2017

张文华的其他基金

批准号:19472035
批准年份:1994
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:21473167
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:50978032
批准年份:2009
资助金额:39.00
项目类别:面上项目
批准号:21076130
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:21871203
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11175172
批准年份:2011
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:21776185
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:21401134
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21603093
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30400460
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81601179
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30872658
批准年份:2008
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:21671143
批准年份:2016
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:21773218
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51678309
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51673182
批准年份:2016
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:21103156
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20873141
批准年份:2008
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:10505019
批准年份:2005
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:19872035
批准年份:1998
资助金额:12.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

同步辐射法对侵蚀环境下现代水泥基材料微结构演变机制研究

批准号:51802112
批准年份:2018
负责人:李琴飞
学科分类:E0202
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于自养护的水泥基多孔介质微结构调控基础

批准号:51578268
批准年份:2015
负责人:田倩
学科分类:E08
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
3

生态型纳米超高性能水泥基复合材料的制备及微结构演变规律

批准号:51308110
批准年份:2013
负责人:戎志丹
学科分类:E08
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
4

常温养护的纤维增强高与超高强水泥基复合材料收缩调控与延性设计研究

批准号:51878380
批准年份:2018
负责人:张君
学科分类:E0805
资助金额:61.00
项目类别:面上项目