纳米CaCO3对超高性能混凝土性能影响的研究.pdf

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1、第32卷第6期硅酸盐通报Vo1．32No．62013年6月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETY纳米CaCO3对超高性能混凝土性能影响的研究黄政宇，祖天钰(湖南大学土木工程学院，长沙410082)摘要：利用水化放热分析、差热分析、收缩仪、扫描电镜、流动扩展度、力学试验等手段研究了纳米CaCO对超高性能混凝土体系的水化放热特点、结合水含量、收缩、水化产物特征、流动性、力学性能的影响；分析了胶凝材料体系水化硬化后的微观结构及其对宏观性能的影响规律。结果表明：超低水胶比的超高性能混凝土的水化放热速率低，但掺入纳米CaCO能促进水化反应

2、，提高水化开始时的放热速率。同时，掺入纳米CaCO会使得超高性能混凝土的流动性下降，自收缩增加，但能提高超高性能混凝土的抗压强度及抗折强度，改善水泥浆体的微观结构，使得超高性能混凝土的结构更加均匀、密实。关键词：超高性能混凝土；纳米碳酸钙；水化；自收缩；微观结构中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1001—1625(2013)06．1103-07InfluenceofNano-CaCO3onUltraHighPerformanceConcreteHUANGZheng-yu，ZUTian-yu(CollegeofCivilEngineering，Hu

3、nanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Thehydrationprocesssuchasboundwatercontent，exothermierateandautogenousshrinkage，characteristicsofhydrationproducts，spreadvalueandmechanicperformanceofultrahi【ghperformanceconcrete(UHPC)whichcontainingnano—CaCO3particleswereinvestigatedusi

4、ngcalorimetry，thermogravitymetricanalysis，non-contactconcreteshrinkagedeformationtester，SEM，fluidity，mechanictests．Microstructureofhardenedcementitioussystemanditsinfluenceonmacroperformancewereanalyzed．TheresultsindicatethattheexothemicrateofUHPCisverylowwhileitcanincreasetheexoth

5、ermicratewhenaddingnano—CaCO3intothesystem．Itwillalsodecreasespreadvalue，increasetheamountofautogenousshrinkage，improvetheflexturalstrengthandcompressivestrength，andoptimizethemicrostructureswhencontaingnano—CaCO3particles．Keywords：UHPC；nano—CaCO3；hydration；autogenousshrinkage；micr

6、ostructure1引言纳米材料是指颗粒尺寸在纳米量级(1～100nm)的超细材料，其颗粒尺寸小于通常的粉体而大于原子簇，颗粒尺寸小、比表面积大，使得纳米材料具有许多特殊性质，如体积效应、表面效应、尺寸效应、宏观量子隧道效应等。水泥的水化产物中，70％为水化硅酸钙凝胶(c—s—H凝胶)，其尺寸在纳米级范围。经测试推算可知，c—s—H凝胶的平均尺寸为10nm，即水泥硬化浆体实际上是由c—s．H凝胶为主凝聚而成的初级纳米材料[】]。因此，研究与c—S—H同一尺度的纳米材料对水泥基材料的改性作用已经引起国内外许多学者的研究兴趣。基金项目：国家自然科学基金(511

7、78711)作者简介：黄政宇(1959一)，男，硕士，教授．主要从事高性能及超高性能混凝土方面的研究．E-mail：zyhuang88@yahoo．corn．ca1104研究快报硅酸盐通报第32卷叶青等【2研究了掺纳米SiO和硅粉对高强混凝土的影响。研究表明，掺入3％纳米SiO的混凝土，可以显著提高抗折强度、早期抗压强度和劈裂抗拉强度，如抗折强度相比于不掺纳米SiO的情况可以提高31％一57％。Torsten等_3研究了碳纳米管对于UHPC微观性能的影响，实验结果表明，碳纳米管不仅作为一种增强材料，同时还会对胶凝材料的水化过程和微观结构产生影响。Folli等

8、_4l5研究了纳米TiO：颗粒掺入混凝土中的吸附烟尘