1 引言

1．1 智能材料

1．1．1 概念

1．1．2 特性

1．1．3 智能混凝土

1．2 自诊断压敏材料的有关机理

1．2．1 增强增韧机理

1．2．2 导电性机理

1．2．3 压敏性机理

1．3 国内外自诊断压敏水泥基材料的发展现状

1．3．1 碳纤维水泥基材料

1．3．2 石墨碳纤维水泥基材料

1．3．3 压电陶瓷水泥基材料

1．3．4 存在问题

1．4 自诊断压敏水泥基材料的研究意义和内容

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究内容、技术路线和研究方法

2 原材料与实验方法

2．1 主要原材料及其性质

2．1．1 水泥

2．1．2 标准砂

2．1．3 砂

2．1．4 石子

2．1．5 水

2．1．6 矿物掺和料

2．1．7 碳纤维

2．1．8 石墨

2．1．9 压电陶瓷

2．1．1 0FDN-8000高效减水剂

2．1．1 1分散剂

2．1．1 2消泡剂

2．2 实验方法及仪器仪表

2．2．1 砂浆及混凝土的力学性能

2．2．2 混凝土的耐久性

2．2．3 砂浆及混凝土的力-电性能

2．2．4 显微结构测试

2．2．5 混凝土孔液中离子浓度的测定

3 自诊断压敏水泥砂浆的力学性能和压敏性

3．1 自诊断压敏水泥砂浆单轴受压时的力学性能

3．1．1 碳纤维水泥砂浆

3．1．2 粉煤灰-碳纤维水泥砂浆

3．1．3 粉煤灰-石墨-硅灰-碳纤维水泥砂浆

3．2 自诊断压敏水泥砂浆压敏性测试

3．2．1 测试方法及参数选择

3．2．2 长时间测量导致的试体升温

3．2．3 环境温度

3．2．4 循环加载历史及荷载幅值

3．2．5 养护龄期

3．3 自诊断压敏水泥砂浆的压敏性

3．3．1 碳纤维水泥砂浆

3．3．2 粉煤灰-碳纤维水泥砂浆

3．3．3 粉煤灰-石墨-硅灰-碳纤维水泥砂浆

4 自诊断压敏混凝土的力学性能和压敏性

4．1 混凝土配合比设计及试件制作

4．1．1 素混凝土配合比设计

4．1．2 混凝土试件制作及试配

4．1．3 混凝土拌和物性能检测

4．2 自诊断压敏混凝土单调加荷时的力学性能

4．2．1 碳纤维混凝土

4．2．2 粉煤灰-碳纤维混凝土

4．2．3 粉煤灰-硅灰-碳纤维混凝土

4．2．4 石墨-粉煤灰-硅灰-碳纤维混凝土

4．2．5 压电陶瓷-粉煤灰-硅灰-碳纤维混凝土

4．3 自诊断压敏混凝土的压敏性

4．3．1 各体系混凝土的压敏性

4．3．2 力学性能与电学性能的统

4．3．3 较大循环载荷下混凝土的电学行为

4．3．4 混凝土孔液离子浓度

5 自诊断混凝土耐久性

5．1 混凝土抗渗性

5．1．1 抗渗性评价指标

5．1．2 测试及结果评价

5．2 混凝土抗冻性

5．2．1 冻融破坏机理

5．2．2 抗冻性测定方法

6 自诊断胶凝材料水化和显微结构

6．1 实验方案设计

6．2 胶凝材料水化过程

6．2．1 x射线衍射分析

6．2．2 差热分析/热重分析

6．2．3 扫描电镜分析

6．3 自诊断压敏水泥基材料硬化体孔结构

6．3．1 不同龄期下的孔结构

6．3．2 相同龄期下的孔结构

6．4 宏观性能与微观性能的统一

6．4．1 X射线衍射分析结果与宏观性能的统一

6．4．2 差热分析/热重分析结果与宏观性能的统一

6．4．3 扫描电镜分析结果与宏观性能的统一

6．4．4 孔结构与宏观性能的统一

参考文献

智能材料指具有可感知环境和外部刺激，并对这一刺激能够进行判断、处理和执行等响应功能的新材料。智能材料及结构的特性主要有以下几点：

（1）敏感特性：融入材料使新的复合材料能感知各种环境的参数及其变化；

（2）传输特性：智能材料需要在材料与结构中传递各种信息，这就要求它体积小，传输量巨大；

（3）智能特性：能分析、判断其参数的性质与变化，具有自学习、自适应的功能：

（4）自适应特性：材料能自动适应环境中应力、振动、温度等的变化或自行修复各种构件内部损伤：

（5）相容性：埋置的材料性质与原构件材料基质的性质越相近越好，以避免材料间的排斥反应。

因此，智能材料与结构是近年来在世界各地兴起并迅速发展的材料技术的一个新领域和新的学科分支，是当前工程学科发展的国际前沿。

粉煤灰是火力发电厂主要固体废弃物，近年来随着国家电力需求的增长，其排放量越来越大，造成了环境污染和资源浪费，因此，粉煤灰的综合利用已成为21世纪我国可持续发展的一个重要组成部分，对于治理环境、发展生产，造福子孙后代，都具有重大的意义。目前，国内外粉煤灰主要用于建筑领域和农业生产，由于各电力集团设备及管理水平各不相同，因而，各地粉煤灰品质有很大差别，而建筑领域对所用粉煤灰的品质又有着较为严格的限制。2100433B

《粉煤灰在自诊断压敏水泥基材料中的应用》由冶金工业出版社出版。

《粉煤灰在矿物聚合材料中的应用》概述了粉煤灰资源化利用和矿物聚合材料的基础知识。从胶凝材料、高强材料、轻质保温材料三个产品角度，系统阐述了粉煤灰基矿物聚合材料的制备工艺、影响因素及制品的相应性能，利用X射线、扫描电镜、电子探针、红外测试、核磁共振等测试分析方法，研究了粉煤灰基矿物聚合材料的形成过程，最后运用LCA方法对粉煤灰基矿物聚合材料进行了环境影响评价，并与普通硅酸盐水泥的环境影响评价进行了简单对比。本书可供从事矿物聚合材料研究的专业人员参考，也可供高等院校矿物加工、无机非金属材料专业的本科生或研究生参考。

第1章概述1

1.1粉煤灰简介1

1.2粉煤灰的来源1

1.3粉煤灰的形成过程与影响因素3

1.3.1原煤的矿物组成3

1.3.2煤的燃烧阶段4

1.3.3煤燃烧中各主要矿物变化5

1.3.4煤燃烧的其他条件对粉煤灰的影响6

1.3.5煤灰中的矿物相图9

1.3.6煤中一些元素对煤灰中矿物形成的影响10

1.4粉煤灰的排放10

1.4.1排放方式10

1.4.2排放量11

1.5粉煤灰对环境的影响12

第2章粉煤灰的理化性能15

2.1粉煤灰的结构组成15

2.1.1粉煤灰的矿物组成16

2.1.2粉煤灰的玻璃体19

2.1.3粉煤灰中玻璃体的性质研究25

2.2粉煤灰的活性31

2.2.1粉煤灰的活性来源32

2.2.2粉煤灰的活性测试32

2.2.3粉煤灰的活性激发研究41

第3章粉煤灰的资源化利用50

3.1粉煤灰的分类50

3.2有价元素的提取52

3.2.1从粉煤灰中分离碳、铁的研究52

3.2.2从粉煤灰中提取硅和铝的研究55

3.2.3选别漂珠61

3.3粉煤灰制作建材61

3.4其他方面62

第4章利用粉煤灰制备矿物聚合材料的工艺及影响因素64

4.1矿物聚合材料的简介64

4.1.1矿物聚合材料的研究历史64

4.1.2矿物聚合材料的研究现状65

4.1.3矿物聚合材料的研究意义68

4.1.4矿物聚合材料的应用72

4.1.5聚合反应机理研究现状73

4.2利用粉煤灰制备矿物聚合材料的工艺77

4.2.1粉煤灰基胶凝材料试验研究77

4.2.2粉煤灰基发泡保温材料86

4.2.3粉煤灰基高强建筑材料89

4.2.4粉煤灰基轻质混凝土98

4.3粉煤灰基矿物聚合材料的主要影响因素研究102

4.3.1粉煤灰基矿物聚合材料的主要影响因素研究102

4.3.2粉煤灰基保温材料的主要影响因素研究107

4.3.3粉煤灰基高强矿物聚合材料的主要影响因素研究117

4.3.4粉煤灰基轻质混凝土121

4.3.5粉煤灰基铁尾矿砖体材料的制备影响因素122

4.3.6粉煤灰基铁尾矿免烧砖的制备影响因素128

第5章粉煤灰基矿物聚合材料的结构与性能143

5.1微区结构与可溶性成分测试分析方法143

5.1.1微区结构和成分测试的基本原理143

5.1.2矿物聚合材料微区结构与可溶性成分的测试方法147

5.2矿物聚合材料微区结构分析171

5.3性能表征181

5.3.1理化性能181

5.3.2热稳定性187

5.4矿物聚合材料微区成分分析195

第6章粉煤灰基矿物聚合材料的形成机理研究202

6.1粉煤灰基矿物聚合材料的组分变化研究202

6.2物相分析209

6.3微区结构变化223

第7章粉煤灰基矿物聚合材料的可行性及环境影响评价244

7.1技术可行性分析244

7.1.1工艺流程评价244

7.1.2材料性能评价244

7.2经济可行性分析245

7.3环境影响分析245

7.3.1资源消耗246

7.3.2能源消耗246

7.3.3废物排放246

7.3.4生产过程及制品的环境影响评价248

参考文献2502100433B