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CNC:用于多功能胶凝基质的碳基纳米材料

技术委员会数控


一般信息

主持人:Florence SANCHEZ教授
副主席:Marco LIEBSCHER博士
活动开始:2021年
集群的一个

主题

近年来,碳基纳米材料作为纳米添加剂应用于水泥基材料,以提高其力学性能、耐久性和功能响应等性能的研究和进展引起了人们的极大兴趣。碳基纳米材料包括广泛的碳结构(碳同素异构体)及其碳衍生物,分为0D(碳点和碳洋葱)、1D(碳纳米管和纳米纤维)、2D(石墨烯纳米片、石墨烯纳米片和多层石墨烯)、或3D(石墨)的基础上,他们的维度(即,高宽比)。碳基纳米材料已显示出提高强度、延展性和抗断裂性;减少开裂;降低渗透率;并增加水泥基材料的耐久性,同时提供创新的性能,如电气和导热。此外,碳基纳米材料的使用可以减少实现结构载荷规格所需的材料数量。因此,纳米碳改性胶凝基质可以生产出更耐用、更可持续、更环保的基础设施材料,并具有越来越多的应用于建筑材料的潜力。此外,随着混凝土增材制造和数字化制造(即3D打印)的出现,碳基纳米材料很可能作为内部增强材料发挥重要作用,以提高打印混凝土结构的打印性、强度和耐久性。

这个新的RILEM技术委员会(TC)的目的是编纂关于碳基纳米材料在胶凝基质中的使用的可用信息和知识,以及关于碳基纳米材料添加对新状态和硬化状态下材料性能的影响的研究结果。不同结构形式碳基纳米材料的制备与掺入研究进展胶凝基质中的分散方法及评价碳基纳米材料的增强能力碳基纳米材料对胶凝基质流变性、水化、运移、力学和智能性能的影响实验室和现场应用将被审查。预计碳基纳米材料在胶凝基质中的作用及其在建筑材料中的实际使用和应用将更加受到科学界、混凝土和建筑行业的重视。RILEM TC在科学交流这个话题将允许研究人员和研究团体和从业者和通用框架的定义的使用碳基纳米材料胶结矩阵和评估的特点和多尺度nanocarbon改性胶结的性能矩阵。

限制的范围

TC的重点将是波特兰水泥基粘结剂体系中碳基纳米材料的所有结构形式(同素异形体)及其在新状态和硬化状态下对水泥基性能的影响。

的参考

这个新的RILEM TC的时间框架是5年,从2021年秋季开始。TC活动的拟议时间表如下:

第1-5年:关于碳基纳米材料在胶凝基质中的调查和现场应用的最新研究报告的发展的现有技术信息和知识的综合文献综述。

第2-3年:规划和组织关于胶凝基质中碳基纳米材料的国际研讨会。

第4-5年:碳基纳米材料胶凝复合材料设计技术指南/建议的制定,并帮助在混凝土施工中实现纳米碳改188金宝搏电子竞技性胶凝基质。

成员将包括来自北美、欧洲和亚洲的学术界、研究中心和工业界的代表,根据他们在胶凝基质中碳基纳米材料方面的兴趣和经验招募。预计将有15-20个成员国捐款。

委员会的工作将以文献中所提供的资料和委员会成员的经验为基础。在TC的时间框架内没有计划进行任何实验工作。然而,TC的一个潜在结果可能是通过实验室间的测试和评价,对混合设计和机械性能的重现性进行更详细的188金宝搏电子竞技验证。

一份概述该领域现有信息和知识以及共同框架定义的最新报告将为进一步研究和指导材料制造商、混凝土和建筑行业在混凝土施工中利用碳基纳米材料提供坚实的参考。

详细工作计划

拟议的技术委员会的目标是(i)收集和评估研究数据,包括所有参与成员关于胶凝基质中碳基纳米材料的知识,并将这些信息汇编成最新报告;(ii)为设计含碳基纳米材188金宝搏电子竞技料的胶凝复合材料和在混凝土施工中的应用提出建议;(iii)提供纳米碳改性胶凝基质的平衡观点;通过组织一次关于胶凝基质中碳基纳米材料的国际研讨会,交流和传播知识。在委员会的整个会议期间,这份最先进的报告将一直在编写中。文献中可用的信息量是广泛的。

委员会的工作将分为以下工作小组(WG)。下面描述的WG主题是初步的,将由每个WG进一步定义。将考虑未来趋势以及应用和市场解决方案,包括健康和安全和生命周期评估。

  • WG 1 -新鲜的属性.主题将包括碳基纳米材料在水溶液和胶凝基质中的分散和流变性,以及碳基纳米材料与pc基粘结剂胶凝基质之间的界面相互作用。将考虑剥离和规模化生产的重要方面。
  • WG 2 -硬化状态属性。重点将是0D、1D、2D和3D碳基纳米材料对pc基粘合剂的纳米碳改性胶凝基质的力学、运输和耐久性的影响。硬化状态性能的可变性将被考虑。
  • WG 3 -聪明的属性。研究重点将是用于pc基粘合剂的纳米碳改性胶凝基质的电气、自感应和其他功能特性。

工作组的潜在领导人和贡献者已经确定。

技术环境

拟议的TC与RILEM任务的主要关联包括:

  • 纳米碳改性胶凝基质科学知识的进展,现有信息将被汇编成最先进的文件;
  • 通过组织一个关于胶凝基质中碳基纳米材料的国际研讨会,改进并向世界各地的研究人员和从业者传播这方面的知识;而且,
  • 通过制定碳基纳米材料胶凝复合材料设计技术指南/建议,以及在混凝土施工中实施纳米碳改性胶凝基质,传递和应用这些知识。188金宝搏电子竞技

拟议的技术委员会的工作预计将与RILEM的其他一些技术委员会有关。188金宝搏真人ag以下RILEM委员会被确定与拟议的TC有188金宝搏真人ag关:

  • tc266 - mrp:测量水泥基材料的流变性能
  • tc211 - pae:水泥基材料在腐蚀性水环境中的性能
  • tc276 - dfc:水泥基材料数字化制造

TC的工作也将与美国混凝土协会(ACI)的技术委员会的工作相关,特别是ACI 236(混凝土材料科学)、ACI 241(混凝188金宝搏真人ag土纳米技术)和ACI 564(水泥材料3D打印)。提议的TC的一些成员是这些ACI委员会的积极成员。188金宝搏真人ag将加强这些现有委员会与拟议的RILEM技术委员会之间的信息交流。188金宝搏真人ag

预期成果

直接的好处

  • 关于碳基纳米材料在胶凝基质中的作用和识别知识缺口的现有文献的全面和批判性的回顾。
  • 定义了在胶凝基质中使用碳基纳米材料的共同框架,包括分散方法和纳米碳改性胶凝基质的性能评价。
  • 188金宝搏电子竞技在胶凝基质中使用碳基纳米材料的建议,有助于开发可持续的建筑材料解决方案。

可交付成果

  • 关于纳米碳改性胶凝基质的最新研究报告将作为施普林格RILEM系列丛书中的STAR书籍出版。
  • 碳基纳米材料胶凝复合材料设计技术指南/建议188金宝搏电子竞技。

传播的结果

  • 技术委员会将组织一次关于胶凝基质中碳基纳米材料的国际研讨会。工作坊将与现有的水泥和混凝土领域的会议(例如建筑中的纳米技术)一起举办,以促进参与,并将针对世界各地的学者、研究人员和从业者。

的用户组

目标用户包括学者、研究人员、混凝土技术领域的从业者、最终用户和承包商、材料制造商和供应商以及博士生。

具体使用结果

拟议的技术委员会的活动将对学术界和工业界作出贡献。碳基纳米材料的使用为提高建筑材料的性能和耐久性提供了新的可能性。一份关于碳基纳米材料胶凝复合材料设计的最新报告和技术指南/建议应该能够将这些纳米添加剂更多地引入建筑实188金宝搏电子竞技践中。由于碳基纳米材料在混凝土施工中的应用带来的益处,预计将产生相当大的经济影响。此外,最先进的报告和其他技术活动将为进一步的研究提供坚实的基础,并将对年轻的研究人员和博士生有价值。TC将创建一个强大的行业和学术网络,并将推进碳基纳米材料在胶凝基质应用的基础知识。