纳米CaCO3对粉煤灰再生骨料混凝土性能及微结构的影响

研究了纳米CaCO₃(NC))和粉煤灰(FA)单掺及复掺对再生骨料混凝土(RAC)坍落度、力学性能、抗氯离子渗透性能、水化反应和微观结构的影响.结果表明：NC能够提高RAC的力学性能、抗氯离子渗透性能及水化反应速率,但会降低其坍落度;FA能够提高RAC的抗氯离子渗透性能和后期力学性能,但会降低其水化反应速率和早期力学性能;两者复掺后,单掺NC、FA时的负面影响得到改善,RAC具有较优的坍落度、力学性能、抗氯离子渗透性能和水化反应速率;复掺NC和FA可以降低RAC中氢氧化钙(CH)晶体的含量,填充RAC浆体结构的孔隙,修复新旧砂浆之间的界面过渡区(ITZ),提高RAC的密实度.     

纳米SiO2对混凝土性能影响的研究进展

混凝土是土木工程中使用最为广泛的材料之一,当今普通混凝土已无法完全满足超限建筑业的需求,因此高性能纳米SiO₂改性混凝土应运而生。为更好地了解纳米SiO₂改性混凝土的各项性能,对其和易性、凝结时间、抗压强度和抗氯离子渗透性的研究进行了回顾和总结。相关研究表明：在混凝土中添加适量纳米SiO₂,可有效提高混凝土的抗压强度,且对早期抗压强度的影响大于后期的影响,但纳米SiO₂含量过高会使混凝土的抗压强度下降;适量的纳米SiO₂,还可以有效填充混凝土中的孔隙,改善其微观结构,提高混凝土的抗氯离子渗透性;然而,混凝土中掺入纳米SiO₂,会缩短其初凝时间和终凝时间,同时也会大幅影响混凝土的和易性,使之不利于长距离输送,增加施工难度。     

超细CaCO3和纳米SiO2对水泥饰面砂浆性能的影响

研究了超细CaCO3和纳米SiO2对水泥饰面砂浆的标准稠度、凝结时间、强度、化学结合水、孔隙体积和干缩性能的影响。发现纳米SiO2可以提高抗压强度和结合水量,降低了孔隙体积,但是使凝结过快,增加了标准用水量和干缩;当再引入超细CaCO3明显改善了干缩和凝结性能,并使强度和密实度进一步提高。     

SiO2溶胶和CNTs杂化增强水泥基复合材料性能研究

采用超声波法制备了SiO₂溶胶-碳纳米管(CNTs)分散液,研究了SiO₂溶胶-CNTs分散液对水泥基复合材料性能的影响,并用SEM、EDS、XRD微观测试方法对其进行了表征。结果表明：以SiO₂溶胶为分散介质,通过超声波法能够实现CNTs在水泥基复合材料中的均匀分散;掺1.5%的SiO₂溶胶和0.15%的CNTs能进一步提高砂浆的力学性能;SiO₂溶胶的火山灰活性消耗了砂浆中多余的水化产物Ca(OH)₂,形成C-S-H凝胶密实了砂浆结构,CNTs在水泥浆体和细骨料界面之间起到纤维增强的作用,细化了孔隙,填补了微裂缝,降低了孔隙率。     

纳米SiO2对水泥饰面砂浆性能的影响

研究了纳米SiO2改性水泥饰面砂浆的性能,同时利用环境扫描电镜对砂浆的微观结构进行分析.结果表明,纳米SiO2掺量为1.5%～2.5%时,砂浆的抗压、抗折强度和拉伸粘结强度最大增幅均超过60%;纳米SiO2掺量为0.5%～1.5%时,毛细孔吸水率可降低约40%;纳米SiO2掺量为1.0%～3.0%时,抗泛碱性明显改善;纳米SiO2掺量为0.5%～3.0%时,砂浆耐沾污性优于基准砂浆.纳米SiO2能细化砂浆的孔结构和水化产物Ca(OH)2晶体尺寸,使砂浆更致密.     

纳米SiO2的分散性和掺量对混凝土性能的影响

研究了凝胶型和颗粒型纳米SiO₂的分散性和掺量对混凝土的抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：同条件下,凝胶型比颗粒型纳米SiO₂的分散性好;经过超声处理的比未超声处理的纳米SiO₂的分散性要好,可以有效改善混凝土的后期抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能;在一定范围内,纳米SiO₂的掺量越大,对混凝土的性能改善效果越明显。     

纳米SiO_2和纳米CaCO_3改善混凝土抗冻性能试验

研究了纳米SiO2和纳米CaCO3对混凝土7d、28d和78d抗压强度、劈裂抗拉强度及混凝土抗冻性能的影响。试验结果表明,纳米SiO2能显著改善混凝土力学性能和抗冻性能,试验中最优掺量为2%;纳米CaCO3能显著改善混凝土劈裂抗拉强度和抗冻性能,但对抗压强度影响不显著,试验中最优掺量为3%。     

3DOM TiO2雾封层材料对NOx的降解性能研究

通过优化3DOM TiO₂的制备工艺,开发设计机动车尾气催化降解试验装置,测试并分析了乳化沥青种类、光催化剂种类和掺量、3DOM TiO₂孔径等因素对3DOM TiO₂雾封层材料光催化性能和降解耐久性的影响。研究结果表明：三维有序大孔结构的最佳焙烧温度为550℃;光催化剂掺量为2%、3DOM TiO₂孔径为300 nm时,由改性乳化沥青制备的雾封层材料具有更好的降解耐久性;适当增加光催化剂掺量可以提高光催化雾封层材料的降解耐久性;光催化剂种类和3DOM TiO₂孔径对雾封层材料的降解耐久性均无显著影响。该研究将纳米TiO₂制成三维有序大孔结构,并与雾封层技术相结合,以期提高纳米TiO₂对机动车尾气中NO_x气体的降解性能。     

纳米SiO2对橡胶混凝土断裂行为的影响

为改善橡胶混凝土的力学性能,以纳米SiO₂为改性剂,研究了纳米SiO₂增强橡胶混凝土的断裂行为,采用数字图像相关方法,分析了纳米SiO₂增强橡胶混凝土断裂性能,并结合微观结构分析探讨了其增强机理.结果表明：纳米SiO₂的掺入对橡胶混凝土的断裂性能和强度提高效果显著;纳米SiO₂与橡胶的协同作用提高了混凝土裂缝扩展稳定性,延长了断裂过程起裂到失稳的时间;纳米SiO₂对橡胶混凝土断裂性能的提升归结于其对水泥基质的改善,从而提高了混凝土的承载能力.     

纳米SiO2改性再生粗骨料混凝土改性机理及力学性能研究

以纳米SiO₂分散液浸泡法改性再生粗骨料,通过宏观力学和微观结构分析,揭示了纳米SiO₂改性再生粗骨料的机理,研究了纳米SiO₂分散液浓度、浸泡时间对再生粗骨料混凝土强度的影响规律。试验结果表明：随着纳米SiO₂分散液浓度与浸泡时间的增加,再生粗骨料(RCA)吸水率与压碎值显著下降。最终得到的最优改性条件为2%纳米SiO₂分散液浓度和浸泡时间48 h,在此条件下再生粗骨料混凝土的28 d抗压强度较未改性再生粗骨料混凝土(RAC)提升了31.8%,达到天然粗骨料混凝土的87.8%;弹性模量提升了43.7%,达到天然粗骨料混凝土(NAC)的93%;抗折强度较天然粗骨料混凝土高出5.7%,当纳米SiO₂分散液浓度超过2%且浸泡时间多于48 h,会因纳米粒子聚集对改性效果产生负面影响。最终通过扫描电子显微镜(SEM)成像与差热-热重分析(DSC)证实了纳米SiO₂改性再生粗骨料混凝土性能提升的机理。     

纳米SiO2对高性能混凝土力学性能的影响

在混凝土中掺入纳米SiO2制备高性能混凝土,测试其力学性能。结果表明,对于同一种的混凝土,掺不同量的纳米SiO2后均能不同程度地提高混凝土的抗压强度,其中当纳米SiO2掺量为3%时,7 d龄期的混凝土抗压强度增强效果明显,较基准混凝土提高8.4%。     

纳米SiO2和粉煤灰复掺对再生混凝土性能的影响

使用质量取代法研究粉煤灰和纳米SiO₂单掺及复掺对再生混凝土(RAC)工作性能、抗压强度(7,28,90 d)、抗折强度(28 d)和劈裂抗拉强度(28 d)的影响。浇筑试样时,基于现有的搅拌方式,提出了新的两阶段搅拌法,先将再生粗骨料和纳米SiO₂、附加水进行搅拌,使得部分纳米SiO₂颗粒能够被再生粗骨料吸收,用于填补老砂浆孔隙和微裂缝。结果表明:随着纳米SiO₂掺量增加,再生混凝土的坍落度逐渐减小,复掺粉煤灰能够减少纳米SiO₂引起的坍落度损失; 粉煤灰掺量不变的情况下,再生混凝土抗压、抗折和劈裂抗拉强度随着纳米SiO₂掺量的增加而增加; 复掺纳米SiO₂和粉煤灰不但能够补偿再生混凝土由粉煤灰引起的早期强度降低,而且90 d龄期抗压强度明显高于2种材料单掺的再生混凝土; 纳米SiO₂掺量(质量分数)为1%时,再生混凝土在90 d龄期的抗压强度相对再生混凝土提高了3.0 MPa; 复掺纳米SiO₂和粉煤灰对再生混凝土的抗折强度、劈裂抗拉强度也有显著提升,S2F30的抗折强度相对于F30增加了24.17%,且劈裂抗拉强度高于2种材料单掺的再生混凝土,相对于F30提高了12.68%。     

蒸汽养护条件下纳米TiO2对粉煤灰-水泥体系早期力学性能的影响

研究了蒸汽养护条件下纳米TiO2 (NT)对粉煤灰-水泥体系早期力学性能的影响,并探索了其影响机制.结果 表明:NT的掺入可显著提高粉煤灰-水泥体系的早期抗压强度,其最佳掺量为3％;NT的掺入显著提高了水泥熟料的水化程度及粉煤灰的二次水化程度,增加了水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的聚合度;NT的掺入降低了粉煤灰-水泥体系...     

纳米SiO2改善水泥胶砂性能的研究

将纳米SiO2以0.5%、1.0%、2.0%和4.0%等量取代水泥,研究了纳米SiO2对水泥胶砂性能的影响。试验结果表明,掺加纳米SiO2使水泥标准稠度用水量急剧增加;水泥的初凝和终凝时间略有缩短;对水泥安定性无不良影响;水泥胶砂的7 d和14 d抗折强度较对照组有所提高,但对28 d抗折强度贡献不大;水泥胶砂的7 d、14 d和28 d抗压强度较对照组有所提高。从经济的角度考虑,纳米SiO2的最佳掺量为2%。     

纳米SiO2-CaCO3对珊瑚海水混凝土力学性能影响试验研究

对混掺纳米SiO₂-CaCO₃的珊瑚海水混凝土进行了静态抗压强度、静态劈裂抗拉强度和动态压缩性能试验,得到了纳米SiO₂-CaCO₃对珊瑚海水混凝土力学性能的影响规律。结果表明：混掺纳米材料比单掺纳米材料对提升珊瑚海水混凝土力学性能效果更佳;纳米SiO₂-CaCO₃掺量为2%、混掺比为1∶2时,珊瑚海水混凝土的静态抗压强度、静态劈裂抗拉强度提升幅度最大,分别较基准组提高了27.15%、21.34%,动态压缩性能试验结果与静态抗压强度试验结果较为一致;掺量过大时珊瑚海水混凝土的力学性能会下降,甚至出现负效应。     

纳米SiO2对掺污泥焚烧灰水泥胶砂性能的影响

研究了纳米SiO₂对污泥焚烧灰-水泥复合胶凝体系性能的影响,并对其水化程度进行了分析。结果表明:随着污泥焚烧灰掺量的增加,复合胶凝体系的标准稠度用水量增加、凝结时间延长,水泥胶砂流动度降低、抗压和抗折强度降低;纳米SiO₂的掺入在一定程度上缩短了复合胶凝体系的凝结时间,提高了水泥胶砂的强度,但对工作性不利;掺入纳米SiO₂后,复合胶凝体系7 d内的化学结合水生成量和生成速率较高,纳米SiO₂对复合胶凝体系早期水化影响较大。     

纳米SiO2和纳米TiO2改性沥青路用性能研究

通过室内针入度、软化点、延度、RTFOT和BBR等试验,分析了纳米SiO2、纳米TiO2加入到基质沥青和SBS改性沥青中后,对沥青的针入度、软化点、延度、复数剪切模量、车辙因子及疲劳因子等性能的影响。初步结果表明,纳米改性沥青的方法是可行的,为改性沥青的发展提供一种新思路。     

纳米二氧化硅对复合水泥基材料性能影响研究综述

随着工业化的不断发展,传统水泥基材料无法适应当前复杂多变的应用领域和使用环境。现有研究发现,纳米二氧化硅可提升水泥基材料力学性能及耐久性能。因此,国内外诸多学者对掺纳米二氧化硅的复合水泥基材料进行了大量的深入研究,从微观和宏观层面探究纳米二氧化硅对复合水泥基材料力学性能和耐久性能的影响,取得了丰富的研究成果。本文综述了纳米二氧化硅掺量、颗粒粒径等影响因素对复合水泥基材料力学性能和耐久性能的影响,从微观层面分析纳米二氧化硅的作用机理,最后总结纳米二氧化硅在当前研究中存在的不足,并对后续研究提出合理建议。     

纳米TiO2在人造石中的应用

利用纳米TiO₂的特殊性能,将其添加到不饱和聚酯树脂中,形成纳米复合材料。按照人造石生产工艺流程,将纳米复合材料与骨料相混合,制备出的人造石耐磨、硬度、强度、耐水等性能相对未改性的人造石得到大幅度提高。通过XRD对改性剂进行表征,并计算出其粒径大小。分别通过抗折、耐磨、吸水率等手段对板材性能进行表征,验证了经改性的人造石板材性能优于未改性过的人造石板材。     

TiO2光催化水泥基材料降解汽车尾气研究

以纳米TiO₂和N-TiO₂作为光催化材料,以透水混凝土作为水泥基基底材料,制备出了光催化透水混凝土,测定了其不同光照条件下光催化降解汽车尾气的能力,并基于试验数据进行了光催化反应动力学的拟合计算。试验及计算结果表明：在2种光照条件下,纳米TiO₂和N-TiO₂光催化透水混凝土降解汽车尾气成分效率：NO_x>HC>CO;自然光照条件下,N-TiO₂涂层光催化降解汽车尾气能力低于纳米TiO₂涂层;在紫外光照下纳米TiO₂涂层降解汽车尾气中的CO试验反应动力学常数为6.40×10^-3 min^-1,自然光照下纳米TiO₂和N-TiO₂涂层反应动力学常数分别为2.67×10^-3 min^-1和2.28×10^-3 min^-1。