仿木水泥基材料的发展研究综述_《混凝土与水泥制品》杂志社

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发布时间：2020-01-06 00:00:00

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仿木水泥基材料的发展研究综述

Review of the development and research on woodcrete

2024年第3期

仿木水泥基材料；着色；轻质高比强；功能化；纤维；相变调温

Woodcrete; Coloring; Lightweight and high strength specific; Functionalization; Fibre; Phase change temperature control

2024年第3期

10.19761/j.1000-4637.2024.03.026.05

国家重点研发计划项目（2021YFB3802000、2021YFB3802004）；东阳市建筑科技研究院项目。

庞超明1，厉彦浩1，高仁辉2，陈嘉俊1

1.东南大学材料科学与工程学院江苏省土木工程材料重点实验室，江苏南京 211189；2.中山市东峻混凝土有限公司，广东中山 528462

庞超明1，厉彦浩1，高仁辉2，陈嘉俊1

庞超明,厉彦浩,高仁辉,等.仿木水泥基材料的发展研究综述[J].混凝土与水泥制品,2024(3):26-30.

PANG Chaoming, LI Yanhao, GAO Renhui,Review of the development and research on woodcrete[J].China Concrete and Cement Products,2024(3):26-30.

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摘要：根据木材特性，结合现有水泥基材料着色、轻质化、强韧化和功能化四方面技术，可以制备出成本低、性能优、安全性高、轻质高比强的仿木水泥基复合材料，实现多维度性能的“仿木”。此外，对仿木水泥基材料的密度、强度、导热系数、颜料选择等指标提出了建议，并对未来的研究方向进行了展望。 Abstract: Based on the characteristics of wood, combined with existing cementitious materials coloring, lightweighting, toughening, and functionalization technologies, low-cost, high-performance, high safety, lightweight, and high strength specific woodcrete can be prepared, achieving multi-dimensional performance of "wood like". In addition, suggestions are made for the density, strength, thermal conductivity, pigment selection and other indicators of woodcrete, and future research directions are also discussed.

英文名 : Review of the development and research on woodcrete

刊期 : 2024年第3期

关键词 : 仿木水泥基材料；着色；轻质高比强；功能化；纤维；相变调温

Key words : Woodcrete; Coloring; Lightweight and high strength specific; Functionalization; Fibre; Phase change temperature control

刊期 : 2024年第3期

DOI : 10.19761/j.1000-4637.2024.03.026.05

文章编号 :

基金项目 : 国家重点研发计划项目（2021YFB3802000、2021YFB3802004）；东阳市建筑科技研究院项目。

作者 : 庞超明1，厉彦浩1，高仁辉2，陈嘉俊1

单位 : 1.东南大学材料科学与工程学院江苏省土木工程材料重点实验室，江苏南京 211189；2.中山市东峻混凝土有限公司，广东中山 528462

庞超明1，厉彦浩1，高仁辉2，陈嘉俊1

庞超明,厉彦浩,高仁辉,等.仿木水泥基材料的发展研究综述[J].混凝土与水泥制品,2024(3):26-30.

PANG Chaoming, LI Yanhao, GAO Renhui,Review of the development and research on woodcrete[J].China Concrete and Cement Products,2024(3):26-30.

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摘要

参数

结论

参考文献

引用本文

摘要：根据木材特性，结合现有水泥基材料着色、轻质化、强韧化和功能化四方面技术，可以制备出成本低、性能优、安全性高、轻质高比强的仿木水泥基复合材料，实现多维度性能的“仿木”。此外，对仿木水泥基材料的密度、强度、导热系数、颜料选择等指标提出了建议，并对未来的研究方向进行了展望。

Abstract: Based on the characteristics of wood, combined with existing cementitious materials coloring, lightweighting, toughening, and functionalization technologies, low-cost, high-performance, high safety, lightweight, and high strength specific woodcrete can be prepared, achieving multi-dimensional performance of "wood like". In addition, suggestions are made for the density, strength, thermal conductivity, pigment selection and other indicators of woodcrete, and future research directions are also discussed.

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（1）仿木水泥基材料在着色方面，通常用白水泥或普通硅酸盐水泥添加颜料来实现，但颜料种类和掺量会影响外观颜色和力学性能。所选颜料应具备良好的分散性、着色能力以及相容性。
（2）在轻质化和功能化方面，水泥基材料常通过掺入适量轻骨料或增加微孔含量来实现“仿木”的轻质、低导热、隔声等效果。轻骨料的选择要注重与水泥基材料的相容性；添加PCM能进一步提高水泥基材料的调温性能，但PCM的添加可能会降低水泥基材料的力学性能，需严格控制其掺量，或采用有机胶囊封装、无机多孔材料吸附等方式减少其对力学性能的影响。
（3）在增强增韧方面，掺入适量纤维能够有效提高水泥基材料的抗弯性能，同时，纤维能吸收能量，并在受力时发挥延展性，提高了水泥基材料的韧性。此外，掺入适量矿物掺合料也可以实现水泥基材料增强增韧的“仿木”效果。
（4）结合木材、水泥基材料的密度、抗压强度、抗弯强度、导热系数、吸声等特性，参考木塑、竹木复合材料、饰面砂浆等产品的指标，建议仿木水泥基材料的密度宜控制在1 000~1 500 kg/m3，抗折强度宜≥7 MPa，抗压强度宜≥20 MPa，比强度越高越好，导热系数宜控制在≤0.40 W/（m·K），吸声系数宜控制在≥0.12，采用性能稳定的氧化铁系列颜料，掺量宜为2%~4%。
（5）多维度的“仿木”和功能化是仿木水泥基材料的重要发展方向。纤维和轻质材料的组合，能在一定程度上满足仿木水泥基材料高比强、强韧性的要求。在后续研究中，还需探索更多仿木水泥基材料轻质化、增强增韧技术，寻找更多适配的、经济、高效的轻质材料。此外，还可深入研究复合植物纤维或木质废弃物对仿木水泥基材料性能的影响，寻找合适相变点、高潜热、小过冷度的PCM，并将PCM加工成与基体相容性良好的相变骨料，弱化其对水泥基材料力学性能的影响，进一步研究调温性能的合理表征，以提高仿木水泥基材料的保温、隔热、吸隔声性，实现轻质、强韧、调温储能的统一，从而制备出更优质的仿木建筑材料。

[1] 徐永模,张庆欢.国内外装饰混凝土的发展简介(Ⅲ)[J].建筑装饰材料世界,2009(3):60-69.
[2] 陈凌生.彩色水泥混凝土路用性能试验研究[D].重庆:重庆交通大学,2018.
[3] 孙培钊,邢振贤,耿世博.颜料品种与掺量对彩色砂浆性能的影响[J].四川建材,2020,46(4):14-15,21.
[4] 韩静云,许如源.彩色混凝土用颜料的耐碱性与耐光性[C]//中国水泥制品工业协会.中国水泥制品工业协会水泥制品行业技术进步大会论文集.广州:中国水泥制品工业协会,2002:158-159.
[5] LEE H S,LEE J Y,YU M Y.Influence of inorganic pigments on the fluidity of cement mortars[J].Cement and Concrete Research,2005,35(4):703-710.
[6] 蔡昱.彩色混凝土配制及性能的研究[D].武汉:武汉理工大学,2012.
[7] 王彦鹏.普硅水泥在彩色混凝土中应用及颜料最优掺量研究[J].中国建材科技,2021,30(4):64-67.
[8] 庞超明,周杨帆,郦培娟,等.免烧轻集料的研究现状和发展综述[J].硅酸盐通报,2022,41(6):1849-1860.
[9] LANZON M,GARCIA-RUIZ P A.Lightweight cement mortars: Advantages and inconveniences of expanded perlite and its influence on fresh and hardened state and durability[J].Construction and Building Materials,2008,22(8):1798-1806.
[10] LV J,ZHOU T,DU Q,et al.Effects of rubber particles on mechanical properties of lightweight aggregate concrete[J].Construction and Building Materials,2015,91:145-149.
[11] 庞超明,王少华,秦鸿根.高比强轻集料微孔混凝土的制备与性能[J].混凝土,2016(4):137-140.
[12] 孙友康,庞超明,王少华,等.轻骨料多孔混凝土的制备与性能[J].混凝土与水泥制品,2016(8):70-72.
[13] LO T Y,TANG W C,CUI H Z.The effects of aggregate properties on lightweight concrete[J].Building and Environment,2007,42(8):3025-3029.
[14] 李鸿盛,胡风明,张高展,等.轻质低收缩超高性能混凝土的设计与制备[C]//世界交通运输大会执委会.世界交通运输工程技术论坛论文集(下).西安:陕西省科学技术协会,2021:12.
[15] 庞超明.高延性水泥基复合材料的制备、性能及基本理论研究[D].南京:东南大学,2010.
[16] HAMAH-SOR N,ALI T K M,VALI K S,et al.The behavior of sustainable self-compacting concrete reinforced with low-density waste polyethylene fiber[J].Materials Research Express,2022,9(3):20531591.
[17] HE J,WANG Q,YAO B,et al.Mechanical properties of high strength POM-FRCC and its performance under elevated temperatures[J].Construction and Building Materials,2021,290:123177.
[18] 佟钰,刘阳,罗超,等.聚丙烯纤维改性水泥土的力学性能研究[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2020,36(3):507-513.
[19] 余保英,周建伟,孔亚宁,等.PVA纤维长度对超高韧性水泥基复合材料力学性能的影响[J].硅酸盐通报,2020,39(11):3425-3431.
[20] 周覃一,任海青,周海宾.水泥基木纤维复合墙体材料的研究[J].安徽农业大学学报,2010,37(4):801-805.
[21] MEHDIPOUR I,VAHDANI M,LIBRE N A,et al.Relationship between workability and mechanical properties of fibre-reinforced self-consolidating mortar[J].Magazine of Concrete Research,2013,65(17):1011-1022.
[22] LI Q,IBRAHIM L,ZHOU W,et al.Treatment methods for plant fibers for use as reinforcement in cement-based materials[J].Cellulose,2021,28(9):5257-5268.
[23] BARRA B N,SANTOS S F,BERGO P V A,et al.Residual sisal fibers treated by methane cold plasma discharge for potential application in cement based material[J].Industrial Crops and Products,2015,77:691-702.
[24] 庞超明,LEUNG C K Y,孙伟.高延性水泥基复合材料的制备技术综述[J].河北工业大学学报,2014,43(6):17-21.
[25] HAMEED R,TURATSINZE A,DUPRAT F,et al.Metallic fiber reinforced concrete: Effect of fiber aspect ratio on the flexural properties[J].ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences,2009,4(5):181966.
[26] 李长辉,陈雪芳,张献民,等.合成粗聚丙烯纤维与水泥砂浆界面黏结力学性能[J].复合材料学报,2023,40(4):2427-2440.
[27] 孙伟,严云.钢纤维高强水泥基复合材料的界面效应及其疲劳特性的研究[J].硅酸盐学报,1994(2):107-116.
[28] 傅日荣,逄鲁锋,刘桂宾,等.矿物掺合料对免振捣轻骨料混凝土工作性能影响的试验研究[J].混凝土,2010(4):96-99.
[29] LONG G,WANG X,XIE Y.Very-high-performance concrete with ultrafine powders[J].Cement and Concrete Research,2002,32(4):601-605.
[30] TAOUKIL D,EL-BOUARDI A,SICK F,et al.Moisture content influence on the thermal conductivity and diffusivity of wood-concrete composite[J].Construction and Building Materials,2013,48:104-115.
[31] 陈瑞英,王宜怀,冯德旺.十种主要用材吸声性能的实验研究[J].福建林学院学报,1994(4):306-310.
[32] 余珊,王军锋,陈悦,等.轻木木材吸声性能的研究[J].林产工业,2018,45(8):33-35.
[33] BOUGUERRA A,AMIRI O,AIT-MOKHTAR A,et al.Water sorptivity and pore structure of wood-cementitious composites[J].Magazine of Concrete Research,2002,54(2):103-112.
[34] BEDERINA M,MARMORET L,MEZREB K,et al.Effect of the addition of wood shavings on thermal conductivity of sand concretes: Experimental study and modelling[J].Fracture, Acoustic Emission and NDE in Concrete(KIFA-4),2007,21(3):662-668.
[35] THAMBIDURAI M,PANCHABIKESAN K,N K M,et al.Review on phase change material based free cooling of buildings—The way toward sustainability[J].Journal of Energy Storage,2015,4:74-88.
[36] KOSCHENZ M,LEHMANN B.Development of a thermally activated ceiling panel with PCM for application in lightweight and retrofitted buildings[J].Energy and Buildings,2004,36(6):567-578.
[37] 周柱武.新型相变保温材料的研制与性能[D].合肥:合肥工业大学,2015.
[38] 刘艳丽,王利辉.碳纳米管/石蜡复合相变材料的制备及对水泥净浆性能影响研究[J].新型建筑材料,2018,45(3):138-141.
[39] MESHGIN P,XI Y.Effect of phase-change materials on properties of concrete[J].ACI Materials Journal,2012,109(1):71-80.
[40] LI M,WU Z,KAO H,et al.Experimental investigation of preparation and thermal performances of paraffin/bentonite composite phase change material[J].Energy Conversion and Management,2011,52(11):3275-3281.
[41] JIN J,XIAO T,ZHENG J,et al.Preparation and thermal properties of encapsulated ceramsite-supported phase change materials used in asphalt pavements[J].Construction and Building Materials,2018,190:235-245.
[42] 庞超明,刘钊,冒云瑞,等.大体积混凝土中功能轻集料的应用与控温技术[J].建筑材料学报,2023,26(8):853-861.

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