浅谈新型建筑材料_开题报告

国内研究现状

纳米复合材料及纳米矿粉在混凝土中的应用研究

近年来,纳米材料在混凝土中的研究与运用在我国受到了充分地重视并得到了长足的发展。叶青等人在碳纤维混凝土的压缩韧度指数一文中对掺纳米仇和掺硅粉高强混凝土性能进行了研究,同时应用XRD和SEM对纳米、硅粉与水泥硬化浆体大理石界面中的反应程度进行了探讨。结果表明,掺入一纳米肩旨显著提高混凝土的抗折强度、提高混凝土早期抗压强度和劈裂抗拉强度。掺纳米的混凝土,与掺硅粉的混凝土相比,其抗折强度约提高一,而与不掺硅粉的混凝土相比,其抗折强度约提高一。在相同掺量的条件下,与硅粉比较,纳米能更有效地吸收水泥硬化浆体大理石界面中所富集的,更有效地细化界面中的晶粒,从而起到改善界面的积极作用。

2.碳纤维混凝土的应用研究

对于碳纤维混凝土国内也有较多研究,在其物理力学性能方面及制备多功能智能型混凝土方面都取得了很大成果。李书进等人碳纤维水泥基复合材料中纤维分散性的研究一文中指出碳纤维能显著提高基体初裂阶段的弯曲强度和断裂韧性,钢纤维则明显改善基体初裂后的力学行为。碳一钢纤维混杂水泥基复合材料在初裂阶段和峰值荷载之后均具有较高的强度和断裂韧性。不同品种和不同尺度的纤维在基体断裂破坏的不同阶段发挥相应的作用,纤维混杂水泥基复合材料的力学行为反映出两种不同品种、不同尺度纤维的增强、增韧机理。邓宗才等通过对碳纤维混凝土压缩韧度系数的研究指出其能够真实地反映碳纤维对混凝土韧性的增强作用,可作为衡量碳纤维棍凝土的力学指标碳纤维混凝土具有良好的变形性能,这对于结构抗震,抗冲击十分有利。

其他新建筑材料的应用研究

毛起熠等人在碳纤维增强水泥（CFRC）的导电性相关研究一文中提出了碳纤维增强水泥（CFRC）的导电性以及温度和电阻率压敏性的关系,测定了它在小应力范围内恒定载荷和循环载荷下电阻率的变化。结果表明,试块的电阻率与压应力有关,反映了试块内部结构及其变形规律。还指出极化效应对CFRC导电性有不可忽视的影响。调整碳纤维含量,可以控制极化效应,随着养护龄期延长,极化效应明显减小。因此,可以用直流电流法测量的电阻。

孙明清等人在碳纤维水泥基复合材料相关概述一文中研究了碳纤维水泥基复合材料的效应当一个金属样品中存在温度梯度时,在样品的冷热两端间出现电势差,这一现象被称为Seebeck效应,指出在碳纤维水泥基复合材料中,碳纤维中空穴的输运可能通过彼此相互搭接的碳纤维或依次通过水泥石和碳纤维进行。对于前者,由于空穴浓度随温度指数增大,低温端的空穴浓度比高温端低,空穴丛高温端向低温端扩散,在低温端积累了空穴,在试块两端形成电场空穴将沿电场方一向运动当它与空穴的扩散运动平衡时,电场达到稳定状态,两端形成一定的电势差。对于后者,每根碳纤维都处于温度梯度中,因此其两端也将产生电势差在温度和电场的共同作用下,空穴获得能量越过碳纤维之间的水泥基体,即通过隧道效应形成了空穴的输运通道,最后在试块两端形成电势差。此外,还通过试验研究了碳纤维水泥基复合材料的电力效应,在外加的直流电场作用下,试样产生变形。结果表明,电力效应主要由孔隙内电解质水溶液的电渗作用引起,而电热效应引起的热膨胀影响是次要的与素水泥净浆相比,产生同一量级的应变,所需的电场远比素水泥净浆所需的电场小。

（二）国外研究现状

1.纳米碳管（CNT）在水泥基材料中的应用研究

纳米碳管主要分为单壁纳米碳管（SWCNT）和多壁纳米碳管（MWCNT）,SWCNT是由一层石墨原子组成的圆柱体,而MWCNT则由多层石墨原子构成。相对于传统纤维,CNT对于水泥基材料的增强作用有着一些得天独厚的优势。首先,具有极高的刚度和线弹性特征,其强度是钢的50倍。其次CNT,具有不小于500的长径比,所以浆体中裂缝的生长会很快遇到分散良好的纳米碳管而受到抑制。第三,由于直径十分微小,使得其可以广布于水泥基材料中,纤维之间的间距也很小,它们与水泥基之间的相互作用与大尺寸纤维相比完全不同。并且它的直径和水泥浆体C一S一H凝胶层的厚度相当,它们之间的胶结会显示出非常不同的力学行为。最后,CNT还可以被功能化而与水泥组分发生化学反应,为其与水泥间其它形式的相互作用和水泥基材料特性的控制开辟新道路。

Cwirzen等指出,将质量掺量为0.006%-0.046%的MECNT与表面活性剂水溶液混合成悬浊液,尽管分散良好,但不能提高复合物的抗压强度和弯曲强度。还发现MWCNT与水泥基材料的联结较弱,在受拉情况下CNT很容易就被拔出。Shah等研究发现,使用表面活性剂水溶液及超声分散后,少量CNT的质量掺量就可以使复合材料的杨氏模量提高近。

2.纳米级碳纤维在水泥基材料中的应用研究

CNF在混凝土材料中的应用也日益受到重视。传统的增强方法是使用宏观尺寸纤维（钢筋,钢纤维等）,微观尺寸纤维（碳纤维等）通过控制裂缝和桥接、传递裂缝、空洞间的荷载来分别改善混凝土的宏观及微观结构。微小纤维可以延缓裂缝的形成但不能阻止裂缝的产生。理论研究认为CNF的加入使裂缝的初生需要更大的外力,所以可以延缓其形成,由此增强水泥基材料的抗拉性能。适当的CNF配合硅灰可以桥接水泥基内部的纳米级裂缝并填补空洞而使水泥水化产物间获得更好的联结,由此显著提高水泥基材料的弯曲强度。分散良好的CNF可以加速水泥的水化过程,提高水泥3一7天龄期的抗压及弯曲强度,提高28天龄期的弯曲强度25%以上。

二、^范文提纲

一、前言

二、新型建筑材料的特点

三、新型材料的发展现状

四、新型建筑材料的种类

（一）新型墙体材料

（二）新型保温材料

（三）新型防水材料

（四）新型装饰材料

（五）新型竹建筑材料

新型建筑材料在实际工程中的应用

（一）新型墙体材料的应用

（二）新型保温材料的应用

（三）新型防水材料的应用

（四）新型装饰材料的应用

（五）新型竹建筑材料的应用

结论

参考文献

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