水泥的硬化跟时间有着哪些关系呢?

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许多糊状材料(水泥)会随着年龄的增长而变硬。结构动力学或材料随时间推移所承受的载荷变化是造成这种变化的部分原因,但是数十年来,专家们一直怀疑这些材料内部正在发生着更多的变化。研究人员发现了一种称为接触控制老化的过程,该过程可以解释糊状材料中某些与年龄相关的变化。

研究糊状材料抗老化过程

现在,特拉华大学化学和生物分子工程教授兼主席埃里克·弗斯特(Eric Furst)以及法国巴黎蓬大学和巴黎埃斯特大学的一组研究人员发现了一种称为接触控制老化的过程,该过程可以解释糊剂中某些与年龄相关的变化材料。

他们发现颗粒之间形成了接触,从而稳定了这些材料的微观结构。然后,这些接触会变硬,从而增加材料的刚度。研究小组在《自然材料》杂志上发表的一篇论文中描述了他们的发现。

弗斯特说:“当人们考虑材料的老化以及材料随着时间的推移而发生机械性能变化时,尤其是在流变学或事物流动的研究中,这种机理已被材料的组织或微观结构的变化所掩盖。” 。

这些发现不仅新颖,而且很有可能被证明是有用的。通过了解材料如何老化,使用它们的人可以设计出更好的方法来预测和减轻材料性能中不必要的变化。实验将颗粒表面的化学性质(通过化学反应或与表面活性剂和聚合物之类的添加剂进行定制)紧密联系在一起,以达到整体材料的性能。

实验表明微观结构不会随时间变化

Furst说:“本文具有广泛的含义,因为存在许多类型的问题,而这种类型的接触老化可能真的很重要。”了解此类材料的老化过程(包括水泥,粘土,土壤,油墨,油漆等),可使各行各业的人们受益。

研究人员使用了多种方法来探索二氧化硅和聚合物胶乳悬浮液的老化过程。初步实验表明,材料的微观结构不会随时间变化。团队认为,如果粒子不改变位置,那么它们之间必然发生了某些事情。

在先前的实验中,Furst使用过激光镊子-使用聚焦的激光束来操纵,弯曲和破坏微粒的微观结构-这被证明是解决这一特殊问题的正确实验装置。当时在法国攻读博士学位的Francesco Bonacci到UD进行了激光镊子实验,并研究了所研究的二氧化硅和乳胶材料中的粘结强度。这些实验能够发现接触老化。

其他实验表明通用性-结果可能适用于多种稠密的胶体悬浮液。对于Furst而言,该项目是与全球专家合作的力量的一个例子。

他说:“这是令人难以置信的国际合作的结果,只是一支美丽的团队。” 论文的共同作者包括Bonacci,Xavier Chateau,Julie Goyon,Jennifer Fusier和AnaëlLemaître。

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