水泥混凝土由于脆性大、早期易收缩变形等特点，导致服役过程中易发生开裂，并诱发混凝土结构渗水漏水等问题。混凝土开裂渗漏的及时与有效修复一直是工程界关注的重点。高吸水树脂(SAP)水凝胶是近几年发展的一种新型自封堵材料，具有快速吸水，且体积显著膨胀的特性，在潮湿环境中混凝土的裂纹愈合封堵方面具有较大应用潜力。本文分析了水凝胶的裂纹自封堵机理，综述了水凝胶用于混凝土裂纹自封堵的设计方法，归纳了水凝胶对混凝土抗渗、力学及耐久性恢复的影响规律，总结了裂纹愈合封堵测试评价方法。最后，对当前水凝胶作为裂纹自封堵材料面临的主要挑战及未来方向进行了展望。

本文基于中心质假说, 通过测试单个吸水树脂集料(SAP集料)或聚苯乙烯颗粒(EPS集料)的混凝土抗压强度, 定量表征了不同颗粒粒径(6~20 mm)SAP集料的正、负中心质效应。结果表明, SAP集料释水对水泥砂浆表现出界面增强的正中心质效应与形成孔洞造成的负中心质效应。提出了SAP集料引入气孔带来负中心质效应的经验公式。随着SAP集料颗粒粒径增加, 负中心质效应逐渐增强, 同时正中心质效应呈先增强后变弱的趋向。提出了SAP集料在不同水灰比砂浆基体中的“临界尺寸”的概念, 临界尺寸与基体的水灰比、养护龄期等因素有关。

为了提高粉状乳化炸药耐高温能力, 将吸水后的吸水树脂添加到粉状乳化炸药中, 然后通过热电偶测得上述混合炸药在高温炮孔中的温升曲线, 通过爆速仪与网线测得上述混合炸药在炮孔中的爆速。结果表明：由于水具有较大的比热容, 吸水后的树脂在高温炮孔中可吸收热量与释放水蒸气, 从而使混合炸药温升速度大幅降低; 另外, 由于吸水后的树脂与粉状乳化炸药混合后会泌水, 使混合炸药内部受热比较均匀且能维持在100℃以下; 随着吸水树脂含量逐渐增加, 混合炸药耐热性能显著提高。由于混合炸药的密度高于粉状乳化炸药, 即使吸水树脂在爆轰反应过程中会吸收热量以及阻碍爆轰波传播, 但含10%吸水树脂的混合炸药的爆速与湿的粉状乳化炸药(3980 m·s-1)相当, 并相对于粉状乳化炸药(3733 m·s-1)提高了6%~11%。随着吸水树脂含量逐渐增加, 混合炸药的爆速大幅下降甚至出现拒爆, 而且吸水树脂粒径对爆速影响也较为显著。综合考虑, 在粉状乳化炸药中加入粒径为10 mm且含量为10%的吸水树脂为较优方案, 其既能提高混合炸药在高温炮孔中的安全性, 又不影响混合炸药的爆炸威力, 对露天自燃煤矿高温爆破具有重要意义。

为保证混凝土质量, 在混凝土施工过程中进行合理充分的养护是必不可少的。目前常用的洒水、覆膜等传统的外养护方式存在养护深度有限、对构件形状、施工部位依赖性大等问题, 而采用内养护方式能够很好地解决这些问题, 对于易于收缩开裂、不便进行外养护的部位和结构具有很好的应用价值。本工作回顾了内养护材料的发展, 重点介绍了具有发展前景的内养护材料-高吸水树脂(SAP)的种类与吸/释水作用机理及相应的体积变化, 综合归纳了在水泥基材料中SAP的吸/释水行为及其影响因素, 探讨了SAP的掺入对于水泥基材料水化进程、孔隙结构和宏观性能的影响, 并且对SAP作为混凝土内养护材料的发展方向进行了展望。

为解决全干式光缆生产过程中阻水纱严重掉粉问题, 开发了一种阻水纱的制造新工艺。该工艺先合成吸水性能树脂预聚物, 再通过涂覆和烘干工艺, 让预聚物最终在基体纱线上聚合固化, 从而赋予纱线阻水性能。经严格检测, 生产的阻水纱性能完全满足行业标准和光缆厂家的采购技术规范要求。光缆生产工艺试验表明: 采用上述工艺制造的阻水纱可完全满足全干式光缆生产, 可解决掉粉带来的粉尘污染问题。

高吸水树脂是一种能吸收并保持大量植物所需水分和营养成分的, 并可重复利用的高分子吸水材料。本实验通过60Coγ射线辐射诱导丙烯酰胺, 得到一种新型耐降解吸水树脂。为研究新型吸水树脂对园艺作物吊兰的生长及氮素养分吸收的影响, 探索其作为栽培基质-水晶泥的应用前景。本研究采用室内盆栽模拟试验, 通过15N同位素示踪技术研究了大(0.75 cm)、中(0.5 cm)、小(0.25 cm)三种粒径水晶泥基质对园艺作物吊兰体内氮素分配及其养分利用效率的影响。结果表明: 小粒径水晶泥基质栽培下, 叶部的吸氮量占比最大, 达到52.169%, 增加其观赏性; 其次, 小粒径水晶泥基质栽培下, 吊兰对氮素养分的利用效率最高, 达到了32.397%, 但与其他两处理间的差异均未达到显著水平。