新型混凝土表面防护材料的研究

以纳米SiO2、硅灰、粉煤灰作为矿物掺和料对水泥基材料进行改性,形成混凝土表面防护层.利用RCM法测定氯离子扩散系数,并通过SEM、XRD、DSC等手段研究改性水泥基材料的水化产物组成及微观结构,分析改善机理.结果表明:混凝土表面砂浆防护层能将混凝土抗氯离子侵蚀能力提升56.75％,并且这种提升效果随着粉煤灰、硅灰、纳米SiO2的掺入更加明显,且其提升能力依次增加;粉煤灰依靠其微集料效应及填充效应,增强了水泥石的密实程度;纳米SiO2、硅灰依靠其火山灰活性促进水泥的水化并产生二次水化,进而提升抗氯离子侵蚀能力.研究结果说明了利用无机矿物掺合料对水泥基材料进行改性形成防护层可明显提升混凝土的抗氯离子侵蚀能力,为进一步研究无机混凝土表面防护体系提供了研究基础.     

纳米SiO2在水泥基材料中的应用研究进展

近些年来随着我国科技进步及现代化工程建设的进程加快,人们对水泥基材料的高性能及功能性提出更高的要求.纳米SiO2具有活性高,与水泥基材料匹配性高的特点,在提升水泥基体结构和性能方面的研究进展很快.本文介绍了纳米SiO2对水泥基材料水化、机械性能和耐久性影响,并提出影响机制.纳米SiO2发挥着纳米材料在水泥基材料中的作用机理,并协同作用,相互促进.同时,SiO2前躯体和低聚物尺寸小、粘度低和高活性等特点适合用于水泥基材料的表面处理,外界辅助作用可提升纳米SiO2在水泥基材料表面处理深度.在水泥基材料研究应用过程中,由于纳米SiO2的分散性问题会严重影响水泥基体的强度与耐久性,采用机械和载体作用方式可改善纳米SiO2在水泥基材料分散程度.最后介绍了纳米SiO2与功能性纳米材料协同作用,利用纳米SiO2提高水泥基体性能,同时加入功能性纳米材料赋予水泥基体新功能.     

纳米SiO2对水泥混凝土力学性能影响研究

为了给水泥混凝土路面推荐性能较优纳米SiO2改性材料,本文以抗压强度和抗折强度为评价指标。对比研究了试件不同养护龄期和不同纳米SiO2掺量,对水泥混凝土的改性效果。结果表明:纳米SiO2材料掺量为1.5%时,其抗压性能和抗折性能能够达到较为理想的效果;当纳米SiO2材料添加过多时,对其试件的抗压和抗折性能影响均开始减小;纳米SiO2对提高试件的初期抗压强度效果较为明显,对后期强度提升效果不明显。     

纳米二氧化硅改性混凝土宏观性能及微观调控机理分析

系统研究了纳米SiO2对水泥净浆流动性、水泥砂浆强度、混凝土强度和动弹性模量、混凝土渗透性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)分析了不同掺量纳米SiO2对混凝土不同水化阶段水化产物的影响规律,同时借助电镜扫描(SEM)分析了水化产物微观结构受到的影响,从宏观性能和微观机理两方面探讨了纳米SiO2对水泥基材料的影响.结果表明,纳米SiO2会影响水泥水化尤其是早龄期水化速度,从而提高混凝土和砂浆强度,提高混凝土的抗渗性能,降低混凝土的动弹性模量.一定范围内,随着纳米SiO2掺量的增加,水泥水化产物受影响的程度逐渐增大,通过XRD和SEM分析水化产物微观结构变化规律,发现与宏观力学性能和耐久性能吻合较好.纳米SiO2本身的特性(粒径大小、表面活性、分散性能等)决定其对水泥水化过程和产物的影响程度.     

纳米级SiO2改性水泥胶砂作用机理研究

用XRD、TGA-DTA分析了纳米级SiO2改性水泥砂浆后的水泥基材料的性能变化,探索了纳米级SiO2的改性机理。XRD、TGA-DTA分析表明水泥砂浆被改性后,Ca(OH)2晶体取向程度降低,晶粒细化且呈无定型。改性后水化产物增多,导致强度增大。除了进行微观力学性能测试之外,用SEM测试评价了纳米级SiO2改性水泥砂浆后的微观形貌,发现在水泥基中添加纳米级SiO2能使水化速率增快,水化产物增多,龄期结构变得致密,导致强度增大,耐久性提高。     

纳米材料改性水泥基材料的研究应用进展

纳米材料具有粒径小、比表面积大、表面能高以及表面原子所占比例大等特点,纳米材料应用在水泥基材料中可改善其性能,因此纳米材料在水泥基材料中的应用成为当前研究的一个热点.本文综述了近几年国内外对纳米SiO2、CaCO3、TiO2、Al2O3等几种纳米材料在水泥基材料中的应用情况,结果表明:纳米材料可以有效的改善水泥砂浆混凝土的力学性能、降低孔隙率、促进其水化、提高耐久性能.并总结了纳米材料的改性机理和当前存在的一些急需解决的问题,提出了一些可行性建议.     

纳米颗粒对粉煤灰水泥基材料干缩变形的影响及机理

为探讨纳米颗粒对掺粉煤灰的水泥基材料干缩变形的影响,选取了纳米SiO2和纳米SiC两种纳米颗粒,分别制备了纳米改性粉煤灰水泥砂浆和混凝土试件,通过试验研究了纳米颗粒掺量对不同龄期粉煤灰水泥砂浆和混凝土干缩性能的影响,并分析了其作用机理.结果表明,掺纳米颗粒的水泥砂浆干缩率明显增大,掺量为2％的纳米SiO2水泥砂浆和纳米SiC水泥砂浆的28 d干缩率较普通水泥砂浆分别增大了90％和120％;掺量为2％的纳米SiO2混凝土和纳米SiC混凝土28 d干缩率较基准混凝土增大了124.8％和85.8％;纳米颗粒对粉煤灰水泥砂浆和粉煤灰混凝土干缩性能的影响很明显,而混掺与单掺纳米颗粒对混凝土的干缩率影响不大.分析认为,纳米颗粒比表面积大,吸附水分增多,造成内部自由水被大量消耗,同时由于纳米颗粒填充了混凝土内部结构中的微小孔隙,使得外部水分难以进入内部而被蒸发,造成内外变形不一致,最终增大了混凝土的干缩率.     

水泥基复合材料纳米化改性的研究

水泥基材料中70％为纳米尺度的C—S—H凝胶,因此对水泥基材料进行纳米改性具有很好的基础,我国有一些关于纳米基材料在混凝土中应用的研究,但目前还不可能在实体工程中采用这种混凝土。纳米在水泥科技中的应用应首先是纳米技术与一些技术含量高的水泥基复合材料的结合。研制具有超高性能(力学)以及特定功能的纳米水泥基复合材料是目前水泥基材料纳米化改性的研究方向。     

纳米颗粒对道路粉煤灰混凝土耐磨性能的影响及作用机理

为探讨纳米颗粒对道路粉煤灰混凝土耐磨性能的影响,采用纳米材料和超细粉煤灰等量取代水泥制备了纳米改性粉煤灰水泥砂浆,在此基础上制备出三种纳米改性道路粉煤灰混凝土:纳米SiO2 (NS)混凝土、纳米SiC(NC)混凝土和纳米复掺混凝土,并研究了两种纳米材料对粉煤灰水泥砂浆力学性能和道路粉煤灰混凝土耐磨性能的影响及作用机理.结果表明:混凝土中掺入纳米材料能显著提高其耐磨性能.单掺NS混凝土中NS最优掺量为2％,单掺NC混凝土中NC最优掺量为3％;而复掺2％ NS、2％ NC时,纳米复掺混凝土耐磨性最佳,与基准混凝土相比,磨损量降低了75％.分析认为:纳米材料的表面效应、活性效应和微集料填充效应使其具有较大的表面能,在水泥浆体中与Ca(OH)2晶体发生二次水化反应,改善了Ca(OH)2的取向程度,强化了水泥石微细观结构,优化了水泥基体内孔径分布与孔结构,使其更加密实,从而提高了道路粉煤灰混凝土的耐磨性能.     

纳米SiO2的分散性对水泥胶砂强度的影响

采用手工搅拌、机械搅拌以及超声波作用对纳米SiO2进行分散处理,通过纳米粒度Zeta电位仪测定纳米SiO2胶体粒径及粒径分布,研究了纳米SiO2的分散性及其对水泥胶砂强度和毛细吸水的影响.研究结果表明,比较三种分散效果,超声波作用最好,机械搅拌次之,手工搅拌最差;增加超声波作用时间,纳米SiO2胶体平均粒径降低,分散性提高,超声波作用超过10 min,纳米SiO2胶体小颗粒增多,但粒径分布曲线整体向大颗粒方向偏移,分散性提高不明显;水泥胶砂强度和毛细吸水性与纳米SiO2的分散性有关,随纳米SiO2分散性的提高,水泥胶砂强度增大,毛细吸水系数降低,胶砂试件的密实度提高.     

纳米粒子和PVA纤维增强水泥基复合材料抗裂性能研究

采用两种纳米粒子(纳米SiO2和纳米CaCO3),通过水泥基复合材料抗裂性能试验,探讨了PVA纤维和纳米粒子单掺和复掺两种情况下PVA纤维用量、纳米材料种类和用量对水泥基复合材料抗裂性能的影响.研究结果表明,在PVA纤维增强水泥基复合材料中掺入纳米SiO2,可以显著提高水泥基复合材料抗裂性能,而且在本文试验纳米粒子掺量范围内,水泥基复合材料抗裂性能随着纳米SiO2掺量的增加不断增强;在纳米SiO2水泥基复合材料中掺入PVA纤维,可以提高水泥基复合材料的抗裂性能,当纤维体积掺量不大于1.2%时,PVA纤维体积掺量较大的纳米水泥基复合材料具有较高的抗裂性能;纳米CaCO3与纳米SiO2均能增强水泥基复合材料的抗裂性能,纳米SiO2的增强效果略优于纳米CaCO3.     

纳米SiO2对石灰基材料性能影响研究进展

作为一种应用广泛的无机纳米材料,纳米SiO2颗粒尺寸小、比表面积大、表面吸附性强,在改性石灰早期强度低和耐久性方面效果显著.综述了纳米SiO2对石灰基材料力学性能、耐久性以及改性机理等方面的研究进展,并基于上述综述提出了纳米SiO2改性石灰基材料当前存在的问题,结合纳米SiO2改性石灰的应用情况,展望了该类材料未来的发展方向.     

二氧化硅胶体晶体制备方法进展

SiO2胶体晶体制备过程的研究是许多新型功能材料发展的基础，对人们进一步了解物质在纳米、微米尺度的许多特殊性质也将具有指导意义。本文综述了SiO2胶体晶体制备方法的进展。     

纳米SiO_2杂化粒子的制备及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）与纳米SiO2表面Si—OH基团进行反应,制备了表面含—NCO基团的功能化纳米SiO2粒子,进一步用丙烯酸羟乙酯（HEA）对剩余—NCO基进行封端,制备出纳米SiO2/丙烯酸酯粒子,并用红外光谱（FI-IR）、热失重（TGA）、扫描电镜（SEM）等对改性前、后纳米SiO2的分散性进行表征。结果表明,IPDI和HEA均成功地以化学键形式接枝到纳米SiO2表面,接枝率为46.80%;改性纳米SiO2的分散性显著提高,团聚现象明显改善;将不同含量纳米SiO2杂化材料加入紫外光固化涂料中,同比加入未改性纳米SiO2的涂料,改性后的纳米SiO2在使涂料获得较低黏度和较快CC转化率的同时,可以显著地提高固化膜的硬度。     

纳米SiO2在有机硅涂料中的分散性研究

利用纳米SiO2粒子所具有的特殊性能,研制出新的有机硅基纳米SiO2防护涂料.纳米SiO2粒子在有机硅中的分散和稳定性问题是制备纳米SiO2有机硅涂料的关键.为了解决纳米SiO2粒子在有机硅中的分散性和稳定性,对纳米SiO2粒子进行了表面改性处理,从而改变了纳米SiO2粒子表面的理化性能,同时利用物理分散和化学分散相结合的方法进行纳米SiO2在有机硅涂料中的分散,采用适合的制造工艺制备纳米SiO2有机硅涂料.通过透射电镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)等技术分析了纳米SiO2粒子在有机硅涂料中的分散性和稳定性.     

溶胶-凝胶法SiO2的制备及应用进展

综述了溶胶-凝胶法SiO2的制备及SiO2粒子的改性方法,介绍SiO2粒子在Pickering乳液、功能性微球、功能薄膜、聚合物基纳米复合材料等领域的应用.     

新型的纳米材料在体育器材中的应用及性能研究

针对目前纳米SiO2和纳米ZnO来改性不饱和聚酯,把改性材料应用到球场用挡风抑尘板上并对其物理性能进行了研究,有效地解决了不饱和聚酯挡风抑尘板老化速度快、寿命短的问题,并提高了材料的拉伸性能和抗冲击的性能,为挡风抑尘板企业提供一定的理论支持。将修饰后的纳米SiO2和纳米ZnO加入不饱和聚酯树脂中,制备了体育场用纳米改性不饱和聚酯挡风抑尘板,通过纳米ZnO和纳米SiO2改性后板材的力学性能研究,表明当纳米SiO2的含量占树脂量的1%时材料的力学性能最优,其拉伸强度和冲击强度分别为103.2MPa和56.7kJ/m2,SiO2与UV-9的联合使用使得板材具有良好的抗老化能力。     

纳米SiO2对聚对苯二甲酸乙二酯结晶行为及性能的影响

采用六甲基二硅氮烷改性纳米SiO2,并在聚对苯二甲酸乙二酯合成过程中加入改性纳米SiO2制备PET/SiO2纳米复合材料。采用红外光谱、热分析和扫描电镜表征了纳米SiO2粒子的改性效果,并就SiO2加入量对PET结晶行为、力学性能及电学性能的影响进行了研究。结果表明,纳米SiO2经六甲基二硅氮烷处理后,团聚减少,并且能较好地分散于PET中。当纳米SiO2含量为1 %时,结晶速度最快。当纳米SiO2含量为0.1 %时,PET的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了12.8 %、14 %和11.4 %;纳米SiO2含量在0.25 %~1 %时,随其含量的增加,PET的介电常数逐渐减小,体积电阻率逐渐增大。     

TESPT改性纳米SiO_2原位补强NR的研究

控制制备工艺条件,Na2SiO3·9H2O与HCl在助剂作用下,先制备出改性的纳米SiO2乳液,再与天然胶乳共混共凝制备纳米SiO2/天然橡胶(NR)复合材料,采用红外光谱(IR)、高分辨透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和动态力学测试仪(DMA)等现代分析仪器研究不同用量的硅烷偶联剂双(γ-三乙氧基硅丙基-)四硫烷(TESPT)原位改性纳米SiO2对纳米SiO2/NR复合材料力学性能及其结构的影响。结果表明,TESPT的水解羟基与纳米SiO2粒子表面羟基发生化学反应,其最佳用量为纳米SiO2质量的15%,制备的纳米SiO2/NR复合材料具有优异的力学性能。     

PP/纳米SiO2复合材料的研究

采用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)表征了改性前后纳米SiO2粉体的性能特征;通过熔融共混法制备了PP/纳米SiO2复合材料。研究了纳米SiO2用量对PP基体性能的影响。通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测,对PP/纳米SiO2复合材料的结构和性能进行了系统的研究。结果表明:当纳米SiO2含量为2%时,PP/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。DSC表明,纳米SiO2对PP基体有异相成核作用。SEM电镜分析得出,经表面改性的纳米SiO2均匀地分散于PP基体中,从而起到良好的改性作用。