可用于水泥基材料自修复的超分子凝胶的制备及其性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

水泥是粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后形成浆体,能在空气中硬化或者在水中更好的硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥有许多优点,如:1、混凝土在凝结前具有良好的塑性,可浇筑成各种形状和大小的构件或结构物;2、混凝土与钢筋之间具有牢固的粘结力,可做成钢筋混凝土构件或结构物;3、混凝土硬化后具有抗压强度高和耐久性良好的特性,可作为长期使用的承重构件或结构物;4、其组成材料中的砂石等地方性材料的用量很大,符合就地取材和经济实惠原则;5、配置较为灵活,可以通过改变材料的组成来满足工程要求。因为这些优点,水泥成为了建设楼房和道路的首选材料。国土资源部工程师张洪涛曾表示,目前中国已成为矿产品生产和消费大国,其中水泥的产量和消费量均居世界第一位,《环球时报》记者的采访也提到,2011年至2013年是中国水泥使用的高峰期,这三年使用了近64亿吨水泥。但是市面上的水泥也存在着一些缺点,最常见的质量通病就是,水泥的干缩性强,容易产生裂纹,从而发生脆性破坏。随着雨水的侵蚀,裂纹处会发生进一步的破坏,从而有可能发生严重的断裂情况。这使水泥材料的应用受到了极大的阻碍,成为目前急需解决的问题。

超分子凝胶(supramolecular gel)是指将少量(质量分数为0.1%~10%)的低分子量凝胶因子溶于有机溶剂或水,当体系温度下降到低于凝胶形成温度时,整个溶液成为可以固定不动并支撑自身的重量的状态(将试管倒置,若没有液体沿试管壁流下,则说明凝胶已形成)。凝胶因子通过分子间氢键、π-π堆积、疏水相互作用、范德华力和电子转移相互作用等分子间非共价键相互作用,自组装形成线型、纤维状或带状结构,继而形成三维网络结构,阻止了溶剂分子的流动,从而使整个体系凝胶化,在许多方面都有很好的应用前景,特别是在制备响应外界刺激凝胶方面具有重要的应用。

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