基于多维尺度纳米材料改性水泥基材料性能及机理研究的任务书.docx

基于多维尺度纳米材料改性水泥基材料性能及机理研究的任务书
一、研究背景和意义
水泥是建筑材料的重要组成部分，其性能直接影响着混凝土等建筑材料的强度和耐久性。然而，传统的水泥基材料常常存在着容易开裂、抗压强度不足、耐久性不佳等缺陷，限制了其在实际应用中的使用范围。针对这些问题，近年来涌现了一系列基于纳米材料改性水泥基材料的研究，取得了显著的改善性能的效果。多维尺度纳米材料是一类由微米和纳米尺度结构构成的新型材料，具有很强的增强效果和优异的稳定性能，可以用于强化水泥基材料，从而提高其性能。
本研究将基于多维尺度纳米材料改性水泥基材料的性能及机理开展深入的研究。通过理论模拟、实验室制备和实际应用评估等多方面的考察，探究其尺度效应、加筋增强机理和多重耐久性等方面的规律，为改进传统水泥基材料的性能以及推广实际应用提供重要的科学依据。同时，本研究也将为多维尺度纳米材料的开发和制备提供一定的理论与实践指导，增强我国建筑材料行业的核心竞争力。
二、研究内容和方法
1.多维尺度纳米材料在水泥基材料中的加筋增强机理研究。通过制备多种不同粒径、形态和比表面积的多维尺度纳米材料，探究其在水泥基材料中的加筋机理。运用电子显微镜和X射线衍射等技术，观测并分析多维尺度纳米材料的结构与形貌，并对其增强效应和加筋机理进行理论模拟和实验研究。
2.多维尺度纳米材料改性水泥基材料的性能测试与评估。通过配合测试、压缩试验、抗渗试验等方法，对多维尺度纳米材料改性的水泥基材料的力学性能、耐久性能和渗透性进行全面测试与评价。通过与传统水泥基材料的性能比较，探究多维尺度纳米材料改性的水泥基材料的性能改善效果，验证其在实际应用中的可行性。
3.多维尺度纳米材料改性水泥基材料的实际应用评估。通过实际工程的材料选用和试验应用，对多维尺度纳米材料改性的水泥基材料的力学性能、耐久性能和渗透性进行实地监测与评估。总结多维尺度纳米材料改性水泥基材料在实际应用中的表现，并思考其产业化应用前景与推广之策。
三、研究预期成果
1.深入探究多维尺度纳米材料在水泥基材料中的加筋机理，发掘多维尺度纳米材料的增强效应与优异性能。
2.开发出具有优异性能的多维尺度纳米材料改性水泥基材料，实现水泥基材料的高性能化。
3.全面测试并评估多维尺度纳米材料改性水泥基材料的力学性能、耐久性能和渗透性，为多维尺度纳米材料改性水泥基材料的实际应用提供科学依据。
4.为多维尺度纳米材料的开发和制备提供一定的理论与实践指导。
四、研究计划和时间节点
1.前期调研与文献阅读（1个月）
2.多维尺度纳米材料制备与表征（6个月）
3.多维尺度纳米材料改性水泥基材料的性能测试与评估（6个月）
4.多维尺度纳米材料改性水泥基材料实际应用评估（6个月）
5.论文撰写、发表及总结（3个月）
五、参考文献
1.郑浩,范卫锋,赵琼.多维纳米碳管增强水泥基基体及其力学性能研究[J].建筑材料学报,2011,14(3):371-376.
2.CuiHB,HouDM,LiuCQ,etal.Plasma-treatedmultiwalledcarbonnanotubesenhancingthehydrationofcement[J].CementandConcreteResearch,2015,72:41-49.
3.ZhaoP,ZhouJ,HanNX,etal.Synthesisofnanoporouscarbonnitrideanditsenhancingeffectoncement-basedmaterials[J].JournalofMaterialsChemistryA,2017,5(31):16411-16419.
4.HouD,ChenC,YuanL,etal.Multiwalledcarbonnanotubesreinforcedcementcompositesundervariouscuringconditions[J].JournalofMaterialsinCivilEngineering,2016,28(11):04016187.
5.LiP,ZhangY,ChenZ.Investigationoftheenhancedcementitiouspropertiesofgrapheneoxide-modifiedcementcomposites[J].CementandConcreteComposites,2016,73:1-8.