以石墨和碳纤维为导电相材料,研究了石墨掺量(2%、4%)和养护方式(标准养护、直接电养护)对混凝土抗压强度和微观结构的影响,分析了直接电养护时间与试件内部温度和电阻率之间的关系。结果表明:掺入适量导电相材料可以改善混凝土的力学性能,提高混凝土的导电性能;直接电养护可以提高混凝土的内部温度,促进水化反应进程,提高混凝土的抗压强度,且对早期抗压强度的提高效果更大;随着直接电养护时间的增加,混凝土的电阻率不断增大,导电性能降低;直接电养护可以有效减小混凝土中凝胶孔的孔径,改善混凝土的孔结构。

采用非接触电阻率测定仪测定了掺聚羧酸高性能减水剂(PC)水泥浆体的电阻率。结果表明:在水化早期(<800 min),掺入PC的水泥浆体电阻率较空白组低,之后PC掺量较低(0.05%)的水泥浆体电阻率超过了空白组,1160 min后,PC掺量0.15%的水泥浆体电阻率也超过了PC掺量0.10%的水泥浆体,且继续增加PC掺量,水泥浆体的电阻率下降;增加PC掺量可以延后水泥浆体的电阻率变化率峰值的出现;在溶解阶段(约0~120 min)中,随PC掺量的增加,电阻率的变化率逐渐下降,水泥水化的瞬时电阻率先增加后降低;掺PC的水泥浆体电阻率最低点出现时间逐渐延长,掺入PC后,0~40 min内水泥浆体瞬时电阻率变化率的绝对值增加。

研究了经过化学螯合稳定化处理后的城市生活垃圾焚烧飞灰(CFA)对水泥浆体凝结时间、抗压强度、电阻率和水化产物的影响规律。结果表明,掺入CFA后,水泥浆体的凝结时间缩短,在3 d和28 d龄期时生成了水化产物Friedel盐,且水泥浆体的液相离子浓度增大,电阻率减小;当CFA掺量为5%时,硬化水泥浆体7 d龄期内的抗压强度提高,但28 d抗压强度降低;当CFA掺量从10%增大到60%时,硬化水泥浆体的抗压强度均小于空白组,并逐渐降低。

以10%、20%、30%的珊瑚粉等质量取代水泥制备珊瑚-水泥复合胶凝材料,研究了珊瑚粉对水泥胶凝材料标准稠度用水量、凝结时间、水化放热量、胶砂强度、电阻率和吸波性能的影响,并用XRD、SEM方法分析了珊瑚-水泥复合胶凝材料的物相和微观形貌。结果表明:珊瑚粉会使水泥胶凝材料的凝结时间延长,水化放热量减少,对标准稠度用水量影响不明显;珊瑚粉对水泥胶凝材料的力学性能不利,但仍能满足工程建设要求;掺入珊瑚粉后,试件的电阻率下降、导电性能增加、吸波性能降低;珊瑚-水泥复合胶凝材料的主要水化产物与水泥胶凝材料类似,没有新产物生成。

为了便于测试导电聚合物在变温、变压条件下的电阻率，更好地满足高分子物理实验教学和科研需要，设计制作了塑料封装四探针、金属／陶瓷组装四探针，并与控温装置、加压装置和测试装置组装成为一套具备变温、变压测试功能的电阻率测试仪。结果发现，由金属针、陶瓷、中空铝制或铜制承压件、金属导线等组成的金属／陶瓷组装四探针，具有耐高温、成本低、便于变压／变温测试等特点。将其用于EPDM／石墨复合导电材料的压阻和温阻行为测试，发现该材料表现出明显的负温度系数效应和较宽压力范围内的电阻响应，能够用于研究导电橡胶的多种导电行为及其导电机理。

在石墨水泥基材料中掺入低电阻率且具有阻裂功能的短切碳纤维可以提高材料的导电性能。试验研究了环境温度、碳纤维长度及组合长度碳纤维等对石墨水泥基材料电阻率的影响。结果表明,碳纤维可以改善石墨水泥基材料的性能,组合长度碳纤维的掺入有利于材料导电网络的形成。

研究了高吸水性树脂(SAP)对硅酸盐水泥浆体的凝结时间、抗压强度、自收缩和电阻率的影响规律。结果表明:高吸水性树脂能延长水泥浆体的凝结;当SAP掺量增大时,水泥浆体的抗压强度减小,SAP掺量为0.6%的硬化水泥浆体在28d龄期时的抗压强度为空白组的80%;水泥浆体在7d内的自收缩随着高吸水性树脂掺量的增加而减小,SAP掺量为0.6%的硬化水泥浆体的自收缩减缩率达31.6%;水泥浆体电阻率在3d内随着SAP掺量的增加而减小;早龄期水泥浆体的自收缩与电阻率呈正相关关系,根据水泥浆体的电阻率变化曲线可以预测自收缩的发展趋势。

通过低碱度风淬钢渣制作成钢渣混凝土试件,采用两电极法测量了渗滤阀值。根据渗滤阀值制作了含有不锈钢片电极的钢渣混凝土窨井盖,模拟窨井盖在实际工况下的受力情况,测试了窨井盖从加载至破坏时电阻的变化情况以及在循环荷载和不同冲击荷载作用下电阻的变化情况。结果表明,在不同的受力状况下窨井盖的电阻变化是不同的,正常工作荷载下窨井盖的电阻率趋于一常数,破坏荷载下电阻率急剧上升,通过测量窨井盖电阻率的变化情况,可以感知窨井盖的破坏状况,便于及时更换,提高城市的管理水平。

研究了大掺量矿物掺合料与铝酸盐水泥复合浆体的抗压强度、电阻率、化学收缩和XRD的变化规律。结果表明,在淡水和海水环境下,一定量(40%以内)矿渣的掺入有利于促进铝酸盐水泥强度的发展,有效抑制了铝酸盐水泥后期强度倒缩;矿物掺合料可提高铝酸盐水泥抗海水侵蚀性能;铝酸盐水泥浆体的电阻率与化学收缩之间存在良好的相关性,水泥浆体的电阻率和化学收缩随着矿物掺合料掺量的增大而减小;在水化早期,矿渣和粉煤灰均未参与铝酸盐水泥的水化过程;矿渣在后期生成稳定的水化产物C_2ASH_8,其抑制晶相转变的效果较粉煤灰更为显著。

研究了高吸水树脂(SAP)和硅灰复掺对水泥浆体凝结时间、抗压强度、电阻率和温度等的影响。结果表明:SAP的掺入降低了试块的抗压强度,SAP掺量为0.4%时,随着硅灰掺量的增大,硬化水泥浆体的3 d抗压强度逐渐降低,但28 d抗压强度逐渐增大;SAP能延长水泥浆体的凝结时间,硅灰则缩短水泥浆体的凝结时间;不同掺量SAP和硅灰的水泥浆体电阻率变化曲线具有相同的变化趋势,SAP能明显降低水泥浆体12 h龄期后的电阻率,而硅灰能降低水泥浆体24 h龄期后的电阻率;随着SAP掺量的增加,水泥浆体内部温度峰值逐渐降低,而随着硅灰掺量的增加,水泥浆体内部温度峰值先增加后降低。