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1、·建筑石膏与胶凝材料GypsumandCementforBuilding纳米颗粒材料在水泥基材料中应用的可行性研究王冲,蒲心诚,刘芳,万朝均,吴建华[重庆大学(B区)建筑材料工程系,四川省重庆市400045]摘要:研究了将纳米SiO2应用到水泥基材料中的可行性和应用技术,结果表明,纳米SiO2完全可以很好地在水泥基材料中发挥作用,且纳米SiO2最好是作为减水剂的添加物来应用;利用纳米SiO2配制出了28d抗压强度达138.8MPa,90d抗压强度达到165.5MPa的超高强高性能混凝土。关键词:纳米SiO2;水泥基材料;减水剂;超高强高性能混凝土
2、中图分类号:TQ127.2文献标识码:B文章编号:1001-702X(2003)02-0022-02Abstract:ThearticleintroducesthefeasibilityandapplicationtechniquefornanoSiO2usedincementbasedmaterial.Resultsshow,astheadditive,nanoSiO2issuitablyusedforwaterreducer.ByaddednanoSiO2,super-strengthconcretewiththecompressionstr
3、engthof138.8MPain28daysandcompressionstrengthof165.5MPain90dayshavebeenpreparatedinlaboratory.Keywords:nanoSiO2,cementbasedmaterial,waterreducer,superstrengthconcrete.0前言1原材料及试验方法材料科学是近几年发展非常迅速的学科之一,特别是纳1.1原材料米材料,在20世纪最后的几年层出不穷。对于使用量与使用水泥:重庆地维52.5普通硅酸盐水泥,化学成分和比表范围最广的水泥基材料,能否通
4、过添加纳米材料对其改性呢?面积见表1;浙江工业大学的叶青硅灰:贵阳清镇铁合金厂生产,化学成分和比表面积见[1]等的研究表明,纳米SiO2具有较高的火山灰活性,应该可以用于水泥基材料中。本文研究的目标就表1;是探讨将纳米材料应用于水泥基材料的可行性及应用技术,矿渣:取自重庆钢铁公司,经振动磨磨细,化学成分和比并用于配制强度达150～200MPa的超高强高性能混凝土。表面积见表1;表1 原材料化学成分和比表面积项 目化 学 成/%CaOSiO2Al2O3Fe2O3TiO2MgOSO3失量比表面积/(cm2/g)52.5水泥64.6720.755.2
5、13.780.511.852.711.153730硅灰0.5694.900.491.07—0.70—1.90约20万矿渣39.3532.6414.062.422.907.13——8800纳米SiO2:浙江舟山明日纳米材料公司生产,SiO2含量大(1)净浆试验:试验中净浆流动性试验参照GB8077-于99.9%,粒径(10±5)nm,比表面积(640±50)m2/g;200《0混凝土外加剂匀质性实验方法》,实验时不插捣,圆锥高效减水剂:采用密胺树脂型高效减水剂,其中固含量模提起后自然流动。31.0%,掺量按胶凝材料质量的固定比例掺入;(2)混凝土试
6、验:试件经原料称量、干拌、湿拌后测试拌粗集料:采用重庆小泉石灰石碎石,最大粒径20mm;和物的流动性,再振动成型,制成10cm×10cm×10cm的试细集料:采用四川简阳中砂,细度模数2.40。件,标准养护至规定龄期,取出进行强度测试。1.2试验方法2试验结果及分析收稿日期:2002-11-12纳米SiO2是一种无定形物质,且SiO2含量在99.9%以作者简介:王冲,1977年生,男,宁夏中宁,讲师,博士研究生。主要从上,因此,是一种很好的火山灰质材料。纳米SiO2粒径仅为事高性能混凝土的教学与研究。地址:四川省重庆市沙坪坝,电话:(10±5)n
7、m,所以,理论上讲,纳米SiO2是较佳的活性掺和····023-65121092,E-mail:Wangch-Y@yahoo.com料,完全可用于混凝土的制备。但纳米SiO2的分散极为不易,·22·新型建筑材料2003.2····GypsumandCementforBuilding建筑石膏与胶凝材料且成本又高,因此,对于混凝土材料来讲,其作为掺和料的实水胶比为0.18,胶凝材料用量为700kg/m3进一步做了混凝用性是大家关心的问题。土试验。与净浆试验不同的是,只选择了在减水剂中添加不同考虑到纳米SiO2材料由于比表面积极大,颗粒粒径极浓度纳米S
8、iO2的混凝土进行试验,试验结果见表3和表4。小,所带来的表面效应和小尺寸效应[2],可将纳米SiO2添加
表3 纳米SiO2作为高效减
