【摘要】：水泥作為建筑中使用量最大的一種材料,其功能性的研發(fā)也是研究者最為關(guān)注的。綠色建筑的推行與發(fā)展是世界建筑業(yè)未來發(fā)展的主題,開發(fā)對環(huán)境友好的材料是水泥材料的發(fā)展趨勢。目前已經(jīng)研究的功能性水泥有很多,如半透明水泥混凝土、導(dǎo)電水泥混凝土和光催化水泥混凝土等。本論文結(jié)合了綠色建筑的發(fā)展?fàn)顩r,考慮了水泥的功能性研究現(xiàn)狀,依據(jù)綠色建筑的原則,提出了賦予水泥自清潔疏水的功能、光催化性能和去除水中重金屬離子特性的方法。觀察制備的功能水泥的微觀形貌和其所含成分,深入分析其化學(xué)功能特性機(jī)理,并用對應(yīng)的功能特性進(jìn)行實(shí)際效果測試。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)通過納米鑄造技術(shù)將荷葉表面的微結(jié)構(gòu)復(fù)制到硅酸鹽水泥的表面,使得水泥表面具有荷葉狀微結(jié)構(gòu),成功地制作了具有超疏水性能的硅酸鹽水泥。通過環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)分析了荷葉、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和不同粘度硅酸鹽水泥的表面形貌與結(jié)構(gòu),并用水接觸角測量制備超疏水水泥的疏水性;通過清晰標(biāo)記實(shí)驗(yàn)測試制備的超疏水水泥的自潔性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對于最佳試樣,超疏水水泥表面的水的接觸角約為140°。此外,測量了水泥表面的滾動角小于5°,進(jìn)一步證實(shí)了水泥表面的超疏水性能。(2)成功地制備了Ag/AgBr/MOC復(fù)合材料,研究了其光催化活性,并以此材料為基礎(chǔ)制備了氯氧鎂(MOC)水泥材料藝術(shù)品小瓶。通過X射線衍射儀(XRD)分析了MOC水泥的晶相種類,通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)和紫外-可見(UV-vis)漫反射光譜分析了Ag/AgBr/MOC復(fù)合材料的表面信息與光吸收性能,通過甲醛氣體評價Ag/AgBr/MOC復(fù)合材料和MOC水泥材料藝術(shù)品小瓶的光催化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MOC水泥提供了一個主要由針狀結(jié)構(gòu)5相構(gòu)成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。200 nm左右的AgBr納米顆粒懸浮液噴涂在MOC水泥的基底上來實(shí)現(xiàn)AgBr納米顆粒的沉積。UV-vis光譜和XPS顯示AgBr在光照下產(chǎn)生金屬Ag納米粒子。在自然光和紫外光下制備的樣品顯示對甲醛高去除率。H_2O/MgO摩爾配比為14的樣品表現(xiàn)出比其他樣品更高的降解效率�；趶�(fù)合材料制備的藝術(shù)品小瓶在室溫下進(jìn)行光催化降解甲醛,可以在兩天內(nèi)完全降解初始濃度50 ppm甲醛。(3)通過有機(jī)-無機(jī)雜化的方式使用3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷(TCPS)改性堿激發(fā)的粉煤灰(FA)制備T-FA復(fù)合材料,并將T-FA摻入透水水泥混凝土中制備可在環(huán)境中去除重金屬的功能材料。通過SEM、傅里葉變換紅外光譜(FI-IR)、熱重-差示掃描量熱儀(TG-DSC)和核磁共振(NMR)分析了T-FA的表面形貌與結(jié)構(gòu);通過T-FA和摻入T-FA透水水泥混凝土去除Cd(Ⅱ)的實(shí)驗(yàn)分析了T-FA對重金屬離子的去除效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,FA被堿激發(fā)后,在其表面形成了SiOH。堿激發(fā)的FA珠粒出現(xiàn)新的紅外峰。TCPS分子的-CH_2的不對稱振動峰出現(xiàn)在2976 cm~(-1),-CN峰出現(xiàn)在2995 cm~(-1)。~(29)Si NMR圖顯示了了從Q_4[(SiO)_2Si(OSi)_2]到Q_2[(SiO)_2Si(OH)_2]的變化,表明硅氧鍵被堿激發(fā)后分解成硅醇鍵。通過摻入T-FA珠,成功地制備了具有重金屬去除能力的透水性混凝土。10×10×10 cm~3的立方體混凝土能在5 L溶液中固定Cd(Ⅱ),并且可以將Cd(Ⅱ)從300 ppm降至15.86 ppm。
【圖文】：

發(fā)展的主要產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)建筑業(yè)未考慮環(huán)全球環(huán)境問題日益凸顯的背景下，生建筑師提出，隨后建筑業(yè)進(jìn)入了可持可持續(xù)發(fā)展階段慢慢完善。世界建筑個綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)在英國于 1990 年發(fā)布色建筑的定義并沒有明確的統(tǒng)一，由色建筑的定義也不盡相同。綠色建筑 LucilePackardFoundation 將綠色建筑傳統(tǒng)建筑的建筑”[2]。綠色建筑的綠色下盡量減少其對環(huán)境的污染，創(chuàng)造人

構(gòu)的水泥表面都標(biāo)出字母“T”，將兩塊水泥置于水流下，，時間保持 1 h，水流的流量（直徑）約為 0.8 cm，流速擦拭兩個樣品的表面。最后，，將樣品表面拍照，以此來分水泥表面的自潔效果。討論表面復(fù)制荷葉狀微結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ172.7

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 謝三山;楊蓉;盛傳新;;水泥基材料校園文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計初探[J];藝術(shù)品鑒;2019年17期

2 李洋;王述銀;殷海波;何真;;堿對水泥基材料水化及水化產(chǎn)物的影響研究綜述[J];長江科學(xué)院院報;2019年01期

3 劉致遠(yuǎn);王振地;王玲;趙霞;;3D打印水泥基材料工作性分析與表征[J];低溫建筑技術(shù);2018年06期

4 劉曉瑜;楊立榮;宋揚(yáng);;3D打印建筑用水泥基材料的研究進(jìn)展[J];華北理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2018年03期

5 宋軍偉;王露;劉數(shù)華;朱街祿;歐陽勇;田浩帆;;石灰石粉在超高性能水泥基材料中的作用機(jī)理[J];硅酸鹽通報;2016年12期

6 李文川;劉長海;;聚合物水泥基材料在建筑涂料中的應(yīng)用研究[J];四川水泥;2017年07期

7 楊帆;李九蘇;趙明博;張毅;;高強(qiáng)水泥基材料的配制及性能[J];長沙理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2017年02期

8 原心紅;;三相復(fù)合水泥基太陽能儲能材料制備的試驗(yàn)研究[J];新型建筑材料;2017年09期

9 肖佳;吳婷;郭明磊;;白云石粉在水泥基材料中的水化活性研究[J];混凝土;2016年08期

10 李中華;蘇超;鄭鐸;楊金良;;干濕循環(huán)和鹽類耦合對水泥基材料的侵蝕[J];低溫建筑技術(shù);2014年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 侯鵬坤;李冉;程新;;硅基雜化材料對表層水泥基材料的處理研究[A];中國硅酸鹽學(xué)會水泥分會第六屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2016年

2 張建亮;王偉;李華;王瑞;王文彬;田倩;;水泥基材料孔溶液壓取裝置及試驗(yàn)方法[A];TEIM2015第六屆無機(jī)材料結(jié)構(gòu)、性能及測試表征技術(shù)研討會程序冊與摘要集[C];2015年

3 袁政成;蔣正武;;水泥基材料裂縫自愈合研究進(jìn)展評述[A];防水技術(shù)專業(yè)委員會換屆年會暨防水堵漏工程“系統(tǒng)”應(yīng)用技術(shù)交流會論文集[C];2015年

4 吳中偉;;特高強(qiáng)纖維水泥基材料[A];纖維水泥制品行業(yè)纖維增強(qiáng)水泥及其制品論文選集（1）（1960～2009）[C];2009年

5 于利剛;余其俊;劉嵐;;雜化改性廢橡膠粉在水泥基材料中的水化作用[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

6 闞晉;;水泥基材料的細(xì)觀斷裂分析[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

7 ;建材工業(yè)水泥基材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)服務(wù)流程[A];第十三屆全國水泥和混凝土化學(xué)及應(yīng)用技術(shù)會議暨水泥技術(shù)粉煤灰應(yīng)用交流會論文集[C];2013年

8 趙順增;劉立;吳勇;曹淑萍;;電磁功能水泥基材料性能初探[A];中國硅酸鹽學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2003年

9 趙順增;劉立;吳勇;曹淑萍;;電磁功能水泥基材料性能初探[A];中國硅酸鹽學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會水泥基材料論文集（下冊）[C];2003年

10 馮奇;巴恒靜;梁傳棟;;二級界面對水泥基材料孔結(jié)構(gòu)和性能的影響[A];中國硅酸鹽學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會水泥基材料論文集（上冊）[C];2003年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 林暉;水泥基材料3D打印理論和技術(shù)發(fā)展論壇在京舉辦[N];中國建材報;2019年

2 郭隨華;中國建材總院“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“海洋工程高抗蝕水泥基材料關(guān)鍵技術(shù)”項目順利通過中期檢查[N];中國建材報;2018年

3 中國建筑材料科學(xué)研究總院 文寨軍　顏碧蘭;淺談重大工程用水泥基材料的未來發(fā)展[N];中國建材報;2013年

4 駐江蘇記者杜小衛(wèi);江蘇水泥基材料創(chuàng)新成果累累[N];中國建材報;2011年

5 岳嬋;LB-14聚合物水泥基韌性防水材料[N];中國房地產(chǎn)報;2004年

6 本報記者　 胡春明;水泥基材料應(yīng)用技術(shù)成室內(nèi)防水發(fā)展趨勢[N];中國建設(shè)報;2006年

7 樊躋宇;拉法基探討水泥基材料可持續(xù)發(fā)展[N];中華建筑報;2011年

8 郭隨華;海洋工程高抗蝕水泥基材料關(guān)鍵技術(shù)項目啟動[N];中國建材報;2016年

9 王驊;法國高泰集團(tuán)與同濟(jì)大學(xué)簽署合作協(xié)議[N];中國建材報;2010年

10 賀元棟;肥城米山公司攜手同濟(jì)大學(xué)建立水泥基材料研發(fā)實(shí)踐基地[N];中國建材報;2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 羅勉;基于微生物礦化的自修復(fù)水泥基材料性能及微觀結(jié)構(gòu)[D];東南大學(xué);2017年

2 杜明瑞;碳納米管增強(qiáng)水泥基注漿材料力學(xué)特性及其微觀作用機(jī)理[D];中國礦業(yè)大學(xué);2018年

3 王丹;納米SiO_2對水泥基材料表面改性研究[D];濟(jì)南大學(xué);2018年

4 高翔;水泥基材料微觀表征技術(shù)的研究及應(yīng)用[D];東南大學(xué);2018年

5 黃春龍;表面改性二氧化硅納米顆粒對水泥早期水化影響的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2018年

6 顧越;核殼納米SiO_2改性水泥基材料性能研究[D];東南大學(xué);2017年

7 沈奇真;碳化與荷載耦合作用下水泥基材料微結(jié)構(gòu)演變與預(yù)測模型[D];東南大學(xué);2018年

8 高禮雄;摻礦物摻合料水泥基材料的抗硫酸鹽侵蝕性研究[D];中國建筑材料科學(xué)研究院;2005年

9 魏風(fēng)艷;高性能水泥中低Ca/Si的C-S-H凝膠形成及其抑制ASR機(jī)理[D];南京工業(yè)大學(xué);2005年

10 管學(xué)茂;水泥基材料在氯鹽環(huán)境中的服役行為及機(jī)理研究[D];中國建筑材料科學(xué)研究院;2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 鄭超群;全程CO_2養(yǎng)護(hù)對水泥基材料水化硬化性能的影響研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2018年

2 薛思滔;含鋅化合物對水泥基材料性能的影響及機(jī)理研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2018年

3 馮傳法;水泥基材料疏水及表面超疏水改性研究[D];武漢理工大學(xué);2018年

4 高衣寧;光催化、疏水等功能性水泥基材料研究[D];武漢理工大學(xué);2018年

5 李天水;高性能水泥基灌漿料研制及性能研究[D];武漢理工大學(xué);2018年

6 任釗鋒;氧化石墨烯改性超高性能水泥基材料的性能研究[D];武漢理工大學(xué);2018年

7 余杰;紫外線對水泥基材料表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響[D];武漢理工大學(xué);2018年

8 許夏斌;油氣井水泥石裂縫自修復(fù)劑的制備與性能評價[D];西南石油大學(xué);2018年

9 肖夏;高溫固井水泥石力學(xué)變形及材料改性效果研究[D];西南石油大學(xué);2018年

10 余四文;稻草纖維增強(qiáng)堿式硫酸鎂水泥材料物理與力學(xué)性能[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

本文編號：2684413