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《南昌大学》 2012年
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发光透光水泥基材料的制备与性能研究

陈方斌  
【摘要】:水泥基材料是目前最主要的建筑材料之一。赋予水泥基材料发光功能和透光功能使其既能白天蓄光透光又能夜晚发光透光,是近年来水泥基材料领域科学工作者研究热点之一 本论文采用自主设计的光纤均布工艺及装置将光纤作为导光材料掺入到发光水泥基浇注料中,制备出发光透光水泥基材料(Luminescent Transparent Cementitious Materials,简称LTCM)。采用强度试验、紫外可见近红外分光光度计、XRD、ESEM研究了LTCM的力学性能、透光性能、耐久性及微观形貌,得出以下结论: 1.光纤的掺入对水泥基材料的抗折、抗压强度均有不同程度的提高,尤其是当胶凝材料比例较高的时候提升的幅度最大,抗折提升幅度达到12.3%,抗压提升幅度达到19.2%,显示透光水泥基材料具有更优秀的力学性能,而且光纤赋予了水泥基材料一定的韧性。 2.透光率曲线在波长370nnm以后稳定在较高值。透光率与光纤的间距呈一定关系,光纤间距越小,透光率越高。当光纤间距为3mm X3mm(?)寸,光纤体积掺量为2.18%,其透光率为0.71%;当光纤间距为6mm X6mm时,光纤体积掺量为0.545%,其透光率为0.395%;当光纤间距为9mm X9mm时,光纤体积掺量为0.242%,其透光率为0.051%。与自然水养护相比较,在盐溶液和碱溶液中养护56d后,其透光率均有一定程度的增加。 3.与自然水养护相比较,在盐溶液中养护56d后,透光水泥基材料强度变化表现出:采用P.O水泥制备的试样抗折强度平均提高约19%,抗压强度平均提高约6%;采用R.SAC水泥制备的试样抗折强度平均提高约22%,抗压强度平均提高约6%。与自然水养护相比较,在碱溶液中养护56d后,透光水泥基材料强度变化因水泥品种差异而不同:对采用P.O水泥制备的试样强度没有明显变化;而采用R.SAC水泥制备的试样强度大幅降低,抗折强度平均下降约24.8%,抗压强度平均下降25.3%。 4.采用硫铝酸盐水泥制备的透光水泥基材料的水化产物及微观形貌中发现了水化硫铝酸钙、钙钒石、水化硅酸钙、β-三水铝石等水化产物,只在碱溶液养护的试样图谱中未见羟钙石特征峰;采用普通硅酸盐水泥制备的透光水泥基材料的水化产物及微观形貌中发现了水化硅酸钙、羟钙石、钙钒石等水化产物。 本论文的选题来源于国家自然科学基金项目《发光透光水泥基材料的光学特性及微观机理》(项目批准号:51002072)。
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