采用体积取代法将气凝胶浆料引入水泥基体中,制备了气凝胶-水泥复合多孔材料(ACPC),结合压汞(MIP)、氮吸附(NAD)和扫描电子显微镜(SEM)对ACPC孔结构和微观形貌进行表征,研究了ACPC的孔结构和硬化性能。试验结果表明,当气凝胶浆料取代量由0增加到66%时,材料孔隙率从23.0%上升至78.1%,平均孔径从45.3 nm增加至198.3 nm。气凝胶的引入可以细化孔结构,材料介孔孔容由0.03 mL/g增加到0.20 mL/g,孔结构得到改善。在水泥浆体中引入气凝胶浆料,可以得到干密度为365~1262 kg/m^3、抗压强度为0.8~24.1 MPa、导热系数为0.066~0.364 W/(m·K)的ACPC。

针对普通混凝土内部孔隙过少以及p H值过高而不利于植物生长的问题,研究了植生型混凝土孔结构改造和内部碱环境调节的方法。研究结果表明,利用吸收肥料溶液的聚丙烯酸钠系超吸水树脂球作混凝土骨料,结合掺加多孔的陶粒,或采用选择合适粒径的单一级配石子替代常规的连续级配石子,可有效增加混凝土内部孔隙,有利于植物根系生长。采用低碱度硫铝酸盐水泥作为胶凝材料,或通过加入含活性Si O2较多的物质与水泥水化反应产生的Ca(OH)2发生化学反应,可有效降低混凝土内部p H值,有利植物生长。

采用硬脂酸钙和一种实验室自制的外加剂作为稳泡剂,通过双氧水化学发泡方法,制备了火山灰泡沫混凝土(VAFC)。研究了两种稳泡剂单掺和复掺对VAFC成型状态、干密度、抗压强度、吸水率、导热系数和孔结构的影响。试验结果表明,硬质酸钙可以作为稳泡剂改善孔结构提高抗压强度,同时也具有很好的憎水效果,显著降低吸水率;而使用自制稳泡剂时,对VAFC抗压强度会产生负面影响,对吸水率改善效果一般。VAFC的孔结构影响材料的保温性能,相近干密度情况下,气孔孔径越小,连通孔越少,导热系数越低;使用自制稳泡剂制备的VAFC,孔径在0.5~1 mm之间,气孔呈球状,连通孔很少,导热系数较低;而使用硬脂酸钙时,孔径在1~2 mm之间,部分气孔呈不规则状,且存在少量连通孔,导热系数相对较高。硬脂酸钙和自制稳泡剂复合使用,可以达到协同增效的作用,使VAFC在力学性能和保温性能

多孔结构是泡沫混凝土的重要技术特征,对泡沫混凝土性能和功能产生决定性的影响。本文简要介绍了泡沫混凝土孔结构形成机理、特征参数、主要影响因素及其对泡沫混凝土力学性能、热工性能、吸水性和抗冻性影响的研究进展,指出有关泡沫混凝土孔结构特征及其对宏观性能的影响研究明显滞后于其新产品研发进度,应加大研究力度。提出进一步探明孔结构对泡沫混凝土宏观性能的影响将会积极推进泡沫混凝土配合比优化设计、制造和应用,促进泡沫混凝土的高效、规模化应用。

结合国内外最新研究成果,综述了纳米MgO对水泥基材料的工作性、力学性能、孔结构、耐久性能及收缩膨胀特性的影响,分析了纳米MgO水泥基材料的收缩膨胀机理。并针对当前研究的不足,提出了进一步研究方向,为后续纳米MgO的应用研究提供借鉴。

以矿渣掺量系数、溶胶比、碱当量为参数,进行三因素三水平的正交试验,得到以水玻璃为激发剂的碱矿渣泡沫混凝土的最优配合比。试验结果表明,三个因素中,碱当量对碱矿渣泡沫混凝土28d的抗压强度、干密度、导热系数的影响均为最高,其次是溶胶比,矿渣掺量系数影响最小。用Image-Pro Plus图像处理与分析软件对碱矿渣泡沫混凝土的孔结构进行分析,得到表征孔隙率、平均圆度系数、平均孔径、孔径分布等孔结构参数,分析可知碱矿渣泡沫混凝土的各项性能与其孔结构之间有着密切的联系,孔隙率和平均孔径越小,抗压强度越高、导热系数越大;碱矿渣泡沫混凝土的干密度与孔隙率有很好的相关性,相关系数R为0.9888。

磷石膏是生产工业磷酸等的副产物,通常,磷石膏在水泥水化硬化中可起缓凝作用。本文基于低场核磁共振法这一无损检测方法,研究磷石膏的掺入对水泥在水化硬化过程中引起的早期孔结构的变化。结果表明,随着磷石膏的加入,水泥硬化体中的孔径分布逐渐向较小尺寸的方向进行发展;水泥硬化体的最可几半径不仅随养护龄期的增加而逐渐降低,随磷石膏掺量的增加而逐渐增加。基于分形理论研究了在该过程中水泥硬化体的孔径分布的变化,结果表明,其分形维数随养护龄期的增加而逐渐降低,随磷石膏掺量的增加而逐渐降低。

在钙基脱硫剂团聚体结构模型基础上，利用球-板结构烧结模型，综合考虑体积扩散和表面扩散的共同影响，建立了基于团聚体理论新的烧结动力学方程，并研究了温度、团聚体粒径对CaO烧结的影响。对钙基脱硫剂团聚体烧结过程进行了计算机模拟，在该。烧结模型的基础上，模拟了CaO颗粒空隙结构随温度变化的改变过程，模拟结果与实际情况相吻合，证实该模型是可行的。