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碳纳米管对硅酸盐水泥力学性能的影响研究

赵晋津 , 任书霞 , 杜彦良 , 朱文华 , 汪文娜 , 孔丽娟 , 卢雪

硅酸盐通报

研究了用超声分散的碳纳米管对硅酸盐水泥物理力学性能的影响,并利用XRD和SEM等测试手段对碳纳米管改性水泥的水化产物及硬化浆体的形貌进行了分析.结果表明:碳纳米管的掺入改变了水泥净浆的标准稠度用水量和凝结时间,提高了其抗压和劈裂抗拉强度,但并未造成安定性不良.随碳纳米管掺量的增加,水泥净浆的标准稠度用水量逐渐增加,凝结时间不断缩短,标养28天的抗压和疲劳抗拉强度较未掺碳纳米管的硬化浆体分别提高了15.34%和18.44%.XRD分析表明碳纳米管的掺入不仅提高了水泥净浆的水化程度,增加了C-S-H的生成量,而且降低CH的结晶度.SEM证明碳纳米管的掺入较未掺的水泥净浆硬化浆体结构趋于优化,更致密.

关键词: 碳纳米管 , 硅酸盐水泥 , 物理性能 , 力学性能

碳纳米管对混凝土性能的影响研究

王建雷 , 赵云里 , 和晓博 , 胡佳星 , 刘辉 , 赵晋津 , 任书霞

硅酸盐通报

近年来,将混凝土作为一种复杂的电化学体系研究其电阻率是检测其结构性能的一种新的测试方法.碳纳米管具有优异的导电性,将碳纳米管加入到混凝土中预期可以改善混凝土的导电性.本文将多壁碳纳米管掺加到C40混凝土中,探讨了多壁碳纳米管对混凝土和易性、凝结时间以及电学性能的影响.试验结果表明,当碳纳米管为0.3%时,混凝土拌合物的和易性良好,且碳纳米管可以在硬化混凝土中形成良好的导电纤维网络,水泥基体形成的导电势垒较小,显著提高了混凝土导电性.本论文的研究成果可为导电混凝土研究应用提供依据.

关键词: 碳纳米管 , 混凝土 , 电阻率 , 微观分析

外加剂对磷铝酸盐水泥中钙、铝析出的影响

任书霞 , 王英姿 , 李仕群 , 胡佳山 , 张献

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2004.02.001

用分光光度计等测试技术研究了磷铝酸盐水泥水化时Ca2+,Al3+离子浓度随外加剂掺量不同的变化,并探讨了磷铝酸盐水泥的水化动力学.结果表明:一定掺量的外加剂可调节Ca2+,Al3+离子的析出,改变磷铝酸盐水泥水化加速期的长短,起到了调凝的效果,在磷铝酸盐水泥水化加速期,其水化动力学遵循方程:[1-(1-α)1/3]N=Kt.Ca2+离子的溶出主要受自动催化反应控制,N为1.51~1.67;Al3+离子的溶出则主要受扩散反应控制,N为5.37.

关键词: 磷铝酸盐水泥 , 外加剂 , 水化动力学

载铜无机抗菌剂的制备及性能

任书霞 , 韩海军 , 田秀淑 , 杨惠芳

硅酸盐通报

以天然麦饭石为载体、铜离子为抗菌离子,在一定条件下通过液相离子交换反应,制备载铜麦饭石抗菌剂.运用ICP和XRD等现代分析方法对抗菌剂中银离子的含量以及银离子与载体的结合方式进行了分析,并对其抗菌性、耐久性和安全性能进行研究.结果表明,在Cu2+浓度是0.1 mol·L-1,搅拌时间是4 h,反应温度是60 ℃时,制备的麦饭石抗菌剂具有优异抗菌性、耐久性和安全性.究其原因主要在于Cu2+能从载体上缓慢地释放出来,与细菌细胞作用,杀灭细菌,从而赋予该抗菌剂良好的、持久的抗菌能力.

关键词: 载铜抗菌剂 , 抗菌性 , 耐久性 , 抗菌机理

聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石复合水凝胶的制备及抗菌性能

杨惠芳 , 李阳春 , 任书霞 , 陈立静

涂料工业 doi:10.3969/j.issn.0253-4312.2008.09.011

采用溶液法制备了聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石复合水凝胶,探讨了聚乙烯醇含量对复合水凝胶抗菌性能的影响,用X射线衍射分析(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等方法对聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石复合水凝胶的晶态结构及分散状态进行了表征,并用抑菌圈法对复合水凝胶的抗菌性能进行检测.研究发现,聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶形成了良好的结品结构且分散良好,分布均匀,其对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、白色念珠菌具有良好的杀灭作用,其抑菌圈直径分别达15 mm、20 mm、20 mm,但对大肠杆菌无抵制作用.

关键词: 聚乙烯醇 , 羟基磷灰石 , 抗菌 , 复合水凝胶

改性硅酸盐水泥的水化动力学研究

任书霞 , 张光磊 , 要秉文 , 李仕群

硅酸盐通报

将磷铝酸盐水泥熟料掺入到硅酸盐水泥中制备改性水泥,从水化动力学的角度研究其水化情况,并与硅酸盐水泥的相应行为进行了对比.首先通过测定水化放热速率、新拌水泥浆体中的Ca2+和SiO44-离子浓度、电导率及pH值研究了改性硅酸盐水泥的水化历程,并求得了水化动力学方程.其次,测定了改性硅酸盐水泥的净浆与砂浆的强度,并用XRD等分析方法初步探讨论了改性水泥的水化机理.研究发现,改性硅酸盐水泥的水化历程与硅酸盐水泥相似,也经历初始期、诱导期、加速期、减速期和稳定期,但水化放热速率明显提高;在加速期,两者的水化反应均主要由自动催化反应控制,在减速期,均主要由扩散过程控制,但反应速率常数前者明显高于后者.无论是砂浆强度,还是净浆强度,前者也均高于后者,且凝结时间相对缩短.XRD图谱显示,前者的C3S/C2S衍射峰强度的降低率高于相应龄期的硅酸盐水泥.上述结果均意味着改性硅酸盐水泥的水化速度明显高于硅酸盐水泥;水化加速的机理为磷铝酸盐熟料水化吸收了水化浆体中OH-离子,使水化体系的OH-离子浓度减少,从而加速了C3S、C2S的水化反应.

关键词: 改性硅酸盐水泥 , 水化动力学 , 水化历程 , 水化机理

新型纳米羟基磷灰石晶体复合抗菌剂的制备

杨惠芳 , 任书霞 , 李阳春 , 陈立静

人工晶体学报

以纳米羟基磷灰石为载体,聚乙烯醇为有机抗菌组分,铜离子和锌离子为无机抗菌组分,在一定条件下制备了有机/无机复合抗菌剂.运用XRD、IR和SEM等现代分析方法对复合抗菌剂中抗菌成分与载体的结合方式进行了分析、形貌进行了观测,并对其抗菌性和安全性能进行研究.结果表明,在聚乙烯醇含量为2.8%,铜离子和锌离子含量分别为10%和15%时,制备有机/无机复合抗菌剂具有优异的抗菌性能和安全性.

关键词: 纳米羟基磷灰石 , 复合抗菌剂 , 聚乙烯醇 , 抗菌性能

磷铝酸盐水泥耐水性研究

任书霞 , 张光磊 , 李仕群 , 刘飚 , 胡佳山

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2007.01.011

通过测定力学性能、离子溶出浓度等耐水性指标,研究了磷铝酸盐水泥的耐水性,并将其耐水性与普通硅酸盐水泥的耐水性进行对比.结果表明:磷铝酸盐水泥具有较普通硅酸盐水泥更为优良的耐水性.同时借助于XRD、SEM、压汞测孔法及ζ-电位等测试技术分析了磷铝酸盐水泥的耐水性机理.

关键词: 磷铝酸盐水泥 , 耐水性 , 机理

一步法制备BN/Si复合团簇结构

任书霞 , 籍凤秋 , 王建雷 , 张光磊

人工晶体学报

以球磨的B/BN混合物为原料,采用一步法在蘸有催化剂的硅片上合成了大量BN纳米刺包裹在Si纳米或微米线上的复合团簇结构.EDS和SAED表明外层的纳米刺是六方BN多晶,里面包裹的Si纳米或微米线则是立方的Si单晶.实验结果表明合成温度对BN/Si复合结构形成有重要影响,只有在1250 ℃以上的温度才会生成BN /Si复合团簇结构,另外只有当硅片与样品接触时才会形成复合产物.PL光谱显示复合产物在360 nm的激发下,其发光峰在303 nm(4.1 eV)和423 nm(2.93 eV)处.

关键词: BN/Si复合团簇结构 , 一步法 , PL光谱

硅酸盐水泥改性机理的IR曲线拟合研究

赵晋津 , 任书霞 , 袁富荣

硅酸盐通报

将磷铝酸盐水泥熟料掺入到硅酸盐水泥中制备的改性硅酸盐水泥具有优异的力学性能.对改性水泥IR图谱中-OH基非对称伸缩振动带进行曲线拟合,并与硅酸盐水泥进行对比,研究了磷铝酸盐水泥对硅酸盐水泥的改性机理.结果表明改性硅酸盐水泥浆体中有5种状态的“水”:Ca-OH,Si (P)-OH,Al-OH/AFt结晶水、氢键水和配位水,其在各水化龄期与Si、Al结合的以OH状态存在的“水”较硅酸盐水泥多,而与Ca结合的以OH状态存在的“水”以及氢键结合的水、配位水较少,从而展现较硅酸盐水泥优异的力学性能.

关键词: 改性硅酸盐水泥 , 力学性能 , 曲线拟合 , 改性机理

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