基于聚合物多级互穿网络结构的混凝土减振集料形成机理与力学响应

基本信息
批准号:51208046
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:田耀刚
学科分类:
依托单位:长安大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:夏慧芸,盛燕萍,叶青,山宏宇,经冠举,田智仁
关键词:
力学响应界面过渡区集料聚合物多级互穿网络结构减振性能
结项摘要

Due to the poor damping property of concrete, the accumulated damage of the transportation infrastructure and environment has been increased by the vibration from high traffic. Aiming to solve this problem, this research is focused on aggregate which is the largest component in concrete. Based on the design principle of material science, the mechanism of the interaction between the demulsifications of polymer emulsion and the hydration of cement is revealed by controlling the amount of polymer emulsion through adsorption and storage in the porous aggregate, with considering the high damping properties of interpenetrating polymer networks under the wide temperature region and the design and adsorption of the pores in porous aggregate. On the basis of it, the function aggregate with shock absorption is designed, thus achieving the coordination between high damping and mechanical properties of concrete. The research investigates the forming process and expression method of interpenetrating polymer network of the damping materials. The fractal characteristics of pores in aggregate and the law of its effects on adsorption and storage of polymer emulsion are studied, thus the mathematical model is established. It explores the influences of interpenetrating polymer network on the properties of concrete. It also investigates the damping properties of aggregate, the characteristics and structure of interfacial transition zone between aggregate and cement paste, and the mechanical response of concrete. It is of great significance for the construction of transportation infrastructure and disaster prevention and mitigation engineering.

针对高速、重载、大流量交通引起的振动日趋严重,而混凝土材料减振性能差,由此引发交通基础设施与环境危害不断加剧的问题,本项目从混凝土中比例最大的集料着手,基于互穿网络聚合物的宽温域高阻尼性、多孔集料孔隙的可设计性与吸附性,依据材料科学设计原理,拟通过研究调控多孔集料吸附与储存聚合物乳液量,探明混凝土中多孔集料吸附聚合物乳液破乳与水泥水化相互作用机理,从而设计出基于聚合物多级互穿网络结构的减振功能集料,实现混凝土材料高减振功能并与力学性能协调。项目研究互穿网络聚合物阻尼材料结构形成机理与性能表征;研究多孔集料孔结构分形特征,多孔集料对聚合物吸附与储存性能影响规律,并建立其数学模型;探明混凝土中多孔集料吸附聚合物乳液形成互穿网络结构机制与性能影响规律,研究混凝土中集料的减振特性、力学响应及其与水泥石界面过渡区的结构特征和机理。本项目的研究对交通基础设施减振与防震减灾工程具有重大意义。

项目摘要

本项目针对高速、重载、大流量交通引起的振动日趋严重,而混凝土材料减振性能差,由此引发交通基础设施与环境危害不断加剧的问题。从混凝土中比例最大的集料着手,基于聚合物乳液的高阻尼和流变性、以及多孔集料吸附性与储存液体的能力,在优选聚合物乳液的基础上,研究了温度与压力等因素对聚合物乳液流变性能影响规律;研究了多孔集料孔隙结构特征与处理技术对多孔集料吸附聚合物乳液性能影响,提出了减振集料制备方法;基于多孔集料孔结构分形特征,研究了多孔集料对聚合物吸附与储存性能影响规律,并建立其数学模型;探明了减振集料对混凝土界面过渡区的结构与性能影响,以及减振集料吸附的聚合物破乳过程、互穿网络结构特征与形成机制;研究了减振集料种类、掺量及其粒型特征参数等因素对混凝土力学性能、减振性能和收缩变形等性能的影响规律;掌握了减振集料的设计与制备方法及其作用机制,对于混凝土材料功能化设计与制备具有一定的指导意义。发表学术论文8篇,其中3篇被SCI或EI收录,获授权专利8项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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