D绿色建筑材料中国材料研讨会.docx
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D绿色建筑材料中国材料研讨会
D绿色建筑材料
分会主席：
欧阳世翕李宗津沈晓冬
01
DevelopmentofAdvancedCement-BasedGreenBuildingMaterials
ZongjinLI
02
自密实混凝土的配合比设计
李方贤，韦江雄，余其俊，王国陶，马良
（华南理工大学材料学院，华南理工大学特种功能材料教育部重点实验室，广州510640）
摘要：
配合比设计是混凝土材料科学中最基本且最最重要的问题。
传统的混凝土配合比设计主要是依靠试配法，其计算依据是在普通混凝土组成与性能一般规律的基础上，通过计算获得粗略的配合比，再经过试配调整得到以强度为主的目标配合比。
而自密实混凝土由于其自身的特点，如胶凝材料用量较大，砂率较高，高效减水剂和功能性外加剂的掺量较多等，使原来普通混凝土的配合比设计方法和原则已不再适用。
本章在建立自密实混凝土结构模型的基础上，建立粗骨料、砂浆以及水泥净浆之间的体积关系，从理论和实践上探讨基于原材料性质的自密实混凝土配合比设计方法。
03
水泥基材料自收缩机理研究进展及热力学讨论
田倩，刘加平，缪昌文
（高性能土木工程材料国家重点实验室（江苏省建筑科学研究院有限公司），南京，北京西路12号，210008）
摘要：
超塑化剂功能的不断强化、水泥细度的增加，以及各种超细矿物掺合料的推广使用，促进了当代水泥混凝土水胶比的降低，内部孔隙结构细化，抵抗各种介质渗透的能力大大增强。
然而，其自收缩以及开
裂问题也日益突出，相关的机理研究仍然存在着争议。
本文总结了水泥基材料自收缩机理研究的概况。
从热力学的角度，探讨了毛细管张力理论存在的局限性。
关键词：
水泥；自收缩;热力学机理毛细管张力理论
04
钢纤维自密实高强混凝土的制备技术及力学性能研究
王冲；林鸿斌；杨长辉；叶建雄；白光
重庆大学材料科学与工程学院，重庆，400045
摘要：
通过坍落扩展度、T500、U型仪和L型仪等测试方法探讨了不同水胶比、砂率及不同钢纤维掺量条件下，钢纤维自密实高强混凝土的制备技术，研究了该条件下制备的钢纤维自密实高强混凝土力学性能。
结果显示，在本试验条件下，适宜水胶比及砂率条件下钢纤维混凝土满足自密实混凝土工作性能要求；随着钢纤维掺量的提高，钢纤维自密实混凝土的强度提高，混凝土流动性降低。
研究中制得的钢纤维自密实高强混凝土在满足自密实性能要求条件下，混凝土抗压强度达到C80技术要求，抗折强度≥10.0MPa。
关键词：
钢纤维；自密实高强混凝土；制备技术；力学性能
05
粉煤灰基地质聚合物中的碱—“集料”反应
卢都友，刘永道，郑彦增，许仲梓
（南京工业大学材料科学与工程学院，南京，210009）
摘要：
地质聚合物（Geopolymers）是指活性铝硅质原料（如偏高岭土、粉煤灰）与碱性激发剂通过类似地球化学反应形成的一类新型胶凝材料。
这类材料原料来源广泛，制备工艺简单、节能、环保，且具有良好的理化性能，是近年来国内外新型无机胶凝材料的研究热点。
然而，地质聚合物是典型的高碱体系，其碱含量（以Na2Oe计）一般为4～6%，数倍甚至数十倍于普通硅酸盐水泥。
过量游离碱的存在可能成为导致体系稳定性和耐久性问题的根源。
阐明地质聚合物中的碱组分与不同类型集料的作用行为和机理，是实现其工程应用的必由之路。
为阐明集料中典型活性组分—无定型SiO2和白云石（CaMg（CO3）2）在地质聚合物中的反应机理，研究了石英玻璃集料和白云石微粉对地质聚合物强度和在不同养护条件下变形行为的影响。
结果表明：
养护条件对地质聚合物基体本身的变形行为具有显著影响；无碱低温、湿气养护下地质聚合物基体收缩，且随养护龄期的延长而增大，而高温碱液养护下基体收缩呈先增大、后减小趋势，直至后期产生微膨胀。
含石英玻璃地质聚合物变形行为同样受养护条件和基体变形显著影响，无外碱条件下早期呈微膨胀，而后随基体的收缩而收缩；外碱存在下的变形行为与养护温度有关。
白云石粉在地质聚合物中参与了反应，能缩短凝结时间并促进强度发展，白云石反应程度与掺量和粒径有关，其反应机理包括溶解—沉淀和扩散控制过程。
关键词：
地质聚合物，收缩，碱集料反应，碱碳酸盐反应，白云石，石英玻璃
06
TheEffectofControlledPermeableFormworkontheImprovementofConcretePerformance
ChenCuicui,LiuJianzhong,Cuigong,LiuJiaping
（StateKeyLaboratoryofHighPerformanceCivilEngineeringMaterials,JiangsuAcademyofBuildingScienceCo.,Ltd,Nanjing210008,China）
Abstract:
Inordertoinvestigatetheinfluenceofcontrolledpermeableformwork（CPF）onconcrete,samplesweremadeinsteelmoduluswithandwithoutCPF.Surfacemorphology,adsorptionofwaterandchloride,permeabilityofCl-,togetherwithporestructureofthesurfacelayersarestudiedandanalysed.It’sindicatedthat,aftertheapplicationofCPF,concreteisenhancedanditssurfaceisveryhomogeneouswithoutanyvisibleairvoid.Also,adsorptionandpermeabilityofwaterandchlorideionisinhibited.Accordingtomercuryintrusionporosimeter,porosityinthethicknessof3mmundersurfaceisreducedto7.04%,comparedwith10.48%ofthecontrolsample.Thelargestdecreaseexistsinporeswithdiameteroflargerthan0.2μm.ThestudyindicatesthatCPFcanmarkedlyimprovethedurabilityaswellastheappearanceofconcretestructures.
Keywords:
concrete;controlledpermeableformwork;performances;porestructure
07
压电交通传感器的制备、性能及应用研究
徐东宇，黄世峰，秦磊，程新
（山东省先进建筑材料制备与测试技术重点实验室，济南，山东，250022）
摘要：
随着我国公路建设规模的不断扩大，研制智能交通传感器以实现车辆的动态监测具有重要的社会意义和研究价值。
本文以PZT压电陶瓷为敏感元件，水泥/环氧树脂混合体作为封装材料，制备适用于交通动态监测的水泥基压电智能传感器，分别对传感器的线性性能、灵敏度、重复特性及脉冲响应进行测试。
研究结果表明：
压电交通传感器的输出电压幅值随着脉冲荷载的增大线性增加，具有良好的灵敏度及线性度，并具有较好的重复特性及脉冲响应特性。
模拟实际路段，采用水泥基压电智能交通传感器对行人流量、车辆行驶速度等进行监测实验。
研究结果表明：
设计的压电交通传感器能够有效的反映出传感路段内通过的行人数量，根据压电传感器的输出响应峰时间间隔，能够实现对车辆行驶速度的精确监测。
关键词：
压电材料；水泥基传感器；交通监测
08
ModelingofSelf-HealingEfficiencyonCracksDuetoUnhydratedCementNucleiinHardenCementPaste
ZhongLvaandHuisuChena,*
aJiangsuKeyLaboratoryofConstructionMaterials,SchoolofMaterialsScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing211189,P.R.China
Abstract:
Nucleiofcementparticlesleftunhydratedinhardencementpasteaftermaturationcanprovideunderfavorableconditionsself-healingcapabilitytomicro-crackedmatrix.Inthispresentstudy,amodelstudyisconductedtocharacterizetheself-healingefficiencyofhydrationreactionoftheunhydratedcementnucleioncrackinhardencementpastes.Basedontwodifferentcrackingmodesofunhydratedcementnuclei,i.e.,splittingcrackmodeanddome-likecrackmode,themathematicalexpressionsontheself-healingefficiencyarepresentedduringtheself-healingprocess.Recurringtoageneralizedhydrationreactionmodelofcementparticles,theself-healingefficiencymodelwillquantitativelyconsidertheinfluenceofthevolumefraction,particlesizedistributionandcrackingmodesofunhydratedcementnucleirandomlydistributedinhardencementpaste.Further,thereliabilityofthesetheoreticalmodelsisverifiedviacomputersimulationtechnology.
Keywords:
Self-healing;Undydratedcementnuclei;Hardencementpaste;Cracks;Computersimulation
09
EffectsofPolymerCoatingonthePropertiesof
SurfaceLayerConcrete
L.Shi,J.Z.Liu,J.P.Liu
Abstract:
Polymercoatingisprogressivelybeingusedinfieldsofconcretecuringandconcretesurfacestrengthening.Butthereisrarestudybeenperformedtoinvestigatetheeffectsofpolymercoatingonthepropertiesofsurfacelayerconcrete.Theeffectsofpolymercoatingonshrinkage,mechanicalproperty,carbonation,capillaryabsorptionandchlorideiondiffusionofsurfacelayerconcretewereinvestigated.Theresultsshowthatpolymercoatingcanobviouslyreduceshrinkageofsurfacelayermortar.Athickerpolymercoatinggetsagreatershrinkagereducingratioatearlyages.Polymercoatingcanimprovetheearlyagestrengthofsurfacelayermortarcomparedwiththespecimenscuredunderstandardcondition.Meanwhile,thecarbonationresistanceofsurfacelayerconcrete,aswellastheinfiltrationresistanceofsurfacelayermortarcanbeimprovedbypolymercoating.Theresultsalsodemonstratethatthecapillaryabsorptionratioofmortarcoatedwithpolymercanbereducedby87%and78%respectivelywhencomparedwithdryandstandardcuringspecimens.Inthesameway,polymercoatinghasanimprovementeffectonchlorideiondiffusionresistanceofsurfacelayerconcrete.
Keywords:
polymercoating;shrinkage;carbonation;capillaryabsorption;chlorideiondiffusion
10
基于Rietveld定量分析结果的水泥抗压强度预测模型研究
潘志刚，万永敏，蒋荷君，黎学润，沈晓冬*
南京工业大学材料科学与工程学院，材料化学工程国家重点实验室，南京210009
摘要:
水泥28天抗压强度是评价水泥熟料质量的最重要的指标之一。
水泥抗压强度是多因素综合作用的结果，包括水泥矿物相的相对含量、矿物相的晶型、矿物相的形貌及粒级分布等等。
对于烧成和粉磨工艺稳定的水泥生产厂家，其水泥矿物相的形貌及粒级分布通常控制在比较稳定的范围内，因而熟料矿物相的晶型及其相对含量在水泥28天强度上扮演了重要的角色。
快速准确的鉴定熟料矿物相的晶型及相对含量成为水泥产业界迫切解决的问题。
本文利用Rietveld全谱拟合技术对不同水泥厂家的水泥熟料进行定性定量分析，提出了利用粉末X射线衍射Rietveld全谱拟合技术进行水泥熟料定性定量分析的精修策略。
并将各矿物相的晶型及相对含量结果应用与熟料28天抗压强度预测模型的建立。
与基于传统的Bogue法定量分析结果的强度预测模型相比，利用Rietveld定量分析结果的强度预测模型表现出更好的相关性和预测效果。
关键词：
Rietveld定量分析；强度预测模型；同质多晶
11
高性能混凝土硅烷浸渍防护研究
崔巩刘建忠陈翠翠石亮
（江苏省建筑科学研究院有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室，南京210008）
摘要：
氯离子侵蚀导致钢筋锈蚀是海洋环境下混凝土结构破坏的主要原因，采用硅烷浸渍技术，可以有效阻止氯离子对混凝土的侵蚀，同时可有效降低混凝土吸水率。
试验对高性能混凝土表面分别进行硅烷凝胶与硅烷溶液防护处理，研究了不同种类及不同涂覆量硅烷对混凝土力学性能、毛细吸水性能及氯离子渗透性能的影响。
结果表明，两种硅烷防护处理有效抑制了水分与Cl-的渗透；相对于未处理混凝土，吸水率及氯化物吸收量下降都大于90%，7d渗透深度约为2~6mm，氯离子扩散系数与电通量也有明显降低；随着涂覆量的增加，不同种类硅烷处理的混凝土防护效果均有所提高；硅烷凝胶处理的混凝土防护效果优于硅烷溶液。
关键词：
硅烷凝胶；硅烷溶液；混凝土防护；吸水性能；氯离子渗透
12
脱硫石膏-矿渣水硬性胶结料的制备与性能研究
秦鸿根1刘小琴1李岗2
（1东南大学江苏省土木工程材料重点实验室，南京，21189
2南京市墙体材料革新与建筑节能管理办公室，南京，210029）
摘要:
脱硫石膏是燃煤电厂石灰石-石膏法烟气脱硫工艺的脱硫产物，目前仍未得到广泛利用，甚至大量堆积、占用土地、且造成二次污染。
本文以脱硫石膏、磨细粒化高炉矿渣为主要原料，以添加矿物激发和化学激发为技术手段，以提高脱硫石膏的用量和保证强度为目的，通过系统试验，研究脱硫二水石膏与磨细矿渣掺配比例、矿物激发剂和化学激发剂掺量、养护方式等对脱硫石膏-矿渣复合胶凝材料性能的影响，制备出一种耐水性好的胶凝材料—脱硫石膏-矿渣复合胶结料，并对其宏观性能、水化产物和微观结构进行了研究和探讨。
其目的是大量利用废弃的脱硫石膏，制备一种耐水性好、性价比高的绿色建筑材料。
研究结果表明：
以大掺量的原状脱硫石膏和工业废渣为原料，掺入矿物激发剂和化学激发剂，成功配制出一种新型水硬性石膏胶凝材料。
该材料特点为耐水性好、水化热低、后期强度增长率大、性价比高，突破了传统的石膏-矿渣水泥石膏掺量不大于15%的局限。
（2）采用矿物激发和化学激发相复合的技术手段，改善了脱硫石膏-矿渣胶结料的性能，调节凝结时间，并提高了强度，但存在着最佳掺量的问题。
当掺量超过该值后，材料的强度反而呈下降趋势。
生石灰的最佳掺量为5%，水泥的最佳掺量为7.5%，不同化学激发剂也有其最佳配伍和掺量。
（3）矿渣/脱硫石膏比值在一定范围内时，胶凝材料的强度随其比值增大而提高；超过该范围后，不但成本会提高，胶凝材料的强度提高也不大，一般以0.9～1.7为好。
（4）养护方式对脱硫石膏-矿渣胶结料的强度影响较大。
比较四种养护方式表明，蒸汽养护时早期强度最高，标准养护时后期强度最高，水中养护各龄期强度均较高；缺水情况下的自然养护强度较低，脱硫石膏-矿渣胶结料不适宜蒸压养护。
（5）微观分析表明，脱硫石膏-矿渣胶结料的水化产物中，具有低溶解度的钙矾石与水化硅酸钙共同构成了硬化体的骨架，残留的未水化的二水石膏作为微集料稳定存在，均匀分布于基体中并被钙矾石和C-S-H凝胶状物质包裹，形成稳定的、结构密实的水硬性胶凝材料。
（6）脱硫石膏-矿渣胶结料28d抗压强度达40MPa，后期强度增长率大，耐水性好。
并由此胶结料成功配制出了M20建筑砂浆和C30混凝土，可用于砌筑砂浆和抹面砂浆、混凝土垫层、建筑保温砌块和道路基层材料等。
脱硫石膏-矿渣胶结料相对于建筑石膏、高强石膏和硬石膏水泥，具有耐水性好、强度高、能耗低等特点。
该成果的应用具有良好的经济效益和社会效益，为脱硫石膏的资源化利用提供了一条新途径，对促进我国电力工业生产的节能减排、环境保护和资源的循环利用具有重要的意义。
关键字：
脱硫石膏、胶凝材料、矿渣/石膏比、激发、养护方式、强度、耐水性、节能减排
13
水泥熟料和矿粉颗粒尺寸对水泥浆体强度和自收缩的影响
邓敏，程宝军，莫立武
（南京工业大学材料科学与工程学院，材料化学工程国家重点实验室，南京，江苏210009）
摘要：
通过单独粉磨水泥熟料（加5%石膏）和矿渣制备不同细度的硅酸盐水泥和矿粉，将硅酸盐水泥与矿粉按4：
6和6：
4比例混合制备具有不同颗粒尺寸的水泥，测定了水泥浆体的抗压强度和自收缩。
结果表明，硅酸盐水泥和矿粉的颗粒越细，水泥浆体的早龄期强度发展越快，自收缩越大。
细矿粉-粗硅酸盐水泥体系早期强度发展较慢，后期强度较高，单位强度自收缩值较大；粗矿粉-细硅酸盐水泥体系早期强度发展较快，后期强度缓慢发展，单位强度自收缩值较小。
当矿粉掺量为60%时，采用细矿粉与粗硅酸盐水泥复合可以制备出具有较高强度和较低自收缩的水泥。
关键词:
水泥，矿粉，颗粒尺寸，强度，自收缩
14
InfluenceandMechanismsofCrumbRubberontheFrostResistanceofConcrete
ZHUXiao-bin1,2MIAOChang-wen1,2LIUJia-ping1,2HONGJin-xiang1,2
（1StateKeyLaboratoryofHighPerformanceCivilEngineeringMaterials,JiangsuAcademyofBuildingScienceCo.,Ltd,Nanjing210008,China）
（2JiangsuBoteNewMaterialCo.,Ltd,Nanjing210008,China）
Abstract:
Toprovidetherelationshipbetweenthefrostresistanceofconcreteandcrumbrubber,theeffectionofparticlessize,volumeofcrumbrubberonthefrostresistanceofconcreteisexperimentallystudied.Theresultsshowthattheeffectofparticlessizeandthevolumeofcrumbrubberonthefrostresistanceofconcreteareveryobvious,exceptfortheaircontentofconcrete.Excessivelythickorexcessivelyfinecrumbrubberisnotconducivetothefrostresistanceofconcrete.Inaddition,theexcessivedosageofcrumbrubberisalsobadforthefrostresistanceofconcrete.Waterswellingisoneofthereasonsoffreezingandthawingdamageofcrumbrubberconcreteincomparisontonormalconcrete.
Keywords:
crumbrubberconcrete;frostresistance;waterswelling;durability
15
硅酸盐水泥熟料化学研究进展
沈晓冬
16
粉煤灰及矿渣对阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化硬化过程的影响
王守德，芦令超，陈诚
（济南大学材料科学与工程学院，先进建筑材料教育部工程研究
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