纳米SiO2、纳米TiO2和纳米CaCO3对水泥基材料早期性能的影响

采用纳米SiO₂、纳米TiO₂和纳米CaCO₃分别替代部分水泥,研究了3种不同类型的纳米颗粒对水泥基材料流变性能、早期水化过程、早期强度和微观特性的影响。通过压汞孔隙度测定法(MIP)、热重分析仪(TG)、X射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)观察纳米材料对水泥基材料早期微观结构及形貌的影响。探讨了3种纳米颗粒在改善水泥混凝土材料早期强度方面的差异。结果表明,纳米材料的填充效应、火山灰活性、成核效应,纳米尺寸效应及分散性等对水泥混凝土材料的早期力学性能有显著影响。     

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和PVA纤维增强再生混凝土力学性能与抗冲击性能研究

研究了纳米SiO₂和PVA纤维掺量及掺入方式对再生混凝土(RAC)力学性能与抗冲击性能的影响。结果表明:掺入纳米SiO₂和PVA纤维均可以显著提高RAC的抗冲击性能;当混掺0.075%的PVA纤维与1.0%纳米SiO₂时,RAC抗压强度与抗冲击性能的提高幅度最显著。     

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。     

SiO2气凝胶复合保温材料的制备工艺及性能研究

介绍了SiO₂气凝胶复合保温材料的配比及制备工艺,与传统工艺制备SiO₂气凝胶保温材料的微观形貌、导热系数及力学性能进行对比分析发现,采用丁苯乳液和高黏度纤维素醚等改性活性外掺料硅灰来包裹增强SiO₂气凝胶的制备工艺具有先进性。对不同体积掺量的SiO₂气凝胶制备复合保温材料的导热系数和力学性能研究发现,SiO₂气凝胶体积掺量为31%时复合保温材料性能优异。     

纳米SiO2增强高强套筒灌浆料及高温后性能试验研究

研究了常温下不同纳米SiO₂(NS)掺量(0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%)对高强套筒灌浆料流动度和强度的影响,以及不同高温温度(150、200、250℃)下NS掺量对高强套筒灌浆料质量损失和强度的影响,并进行了微观机理分析。结果表明：常温下,NS的掺入降低了灌浆料的流动度,灌浆料的强度随NS掺量的增加先增大后降低;高温后,灌浆料的质量损失率随温度的升高逐渐增大,抗折强度逐渐降低,抗压强度先增大后降低;NS的掺入能够降低灌浆料的质量损失率和抗折强度损失率,提高抗压强度,且随着NS掺量的增加,质量损失率和抗折强度损失率先降低后增大;NS能够改善灌浆料的内部孔结构;随着温度的升高,灌浆料的内部结构先密实后疏松。     

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改性聚合物水泥砂浆力学性能及干缩性能研究

研究了不同掺量的纳米SiO₂对改性聚合物水泥砂浆力学性能的影响规律,用掺量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%纳米SiO₂对改性聚合物水泥砂浆的力学性能(抗压强度、抗折强度)、养护条件和干缩性能进行了评价。试验表明,与聚合物水泥砂浆相比,纳米SiO₂的加入有效改善了砂浆的力学性能,但增加了砂浆的干缩性。1.5%掺量下的纳米SiO₂可使聚合物水泥砂浆达到最佳的力学性能。对于养护条件的研究表明,早期干燥养护对砂浆力学影响较大,后期干湿循环更有利于砂浆的养护。     

SiO2气凝胶在砂浆和混凝土中的应用进展

介绍了SiO₂气凝胶的优异性能,将其掺入砂浆、普通混凝土、泡沫混凝土、轻骨料混凝土后,研究了其对砂浆和各类混凝土性能的影响,对比了掺入SiO₂气凝胶前后混凝土保温性能、力学性能的变化特征,并对SiO₂气凝胶复合砂浆和混凝土的未来发展进行了展望。     

碳化养护对脱硫石膏基SiO2气凝胶保温砂浆性能的影响研究

以工业钙基固废脱硫石膏为胶凝材料,协同碳化养护工艺制备脱硫石膏基SiO₂气凝胶保温砂浆,对其物理力学性能及固碳性能进行了分析。结果表明,经碳化养护的脱硫石膏基SiO₂气凝胶保温砂浆抗压强度比未碳化养护时提高了1.98%～7.83%,并且当气凝胶掺量为3%时,碳化养护对保温砂浆强度的提高效果最明显。随着气凝胶掺量从0增加到7%,砂浆的导热系数从0.5163W/(m·K)减小到0.2537 W/(m·K);并且气凝胶掺量为1%～5%时,碳化养护的试块导热系数比未碳化养护试块的导热系数降低了0.4%～6.7%。碳化养护工艺可以实现脱硫石膏基SiO₂气凝胶保温砂浆的碳捕集,固碳率最高可达5%左右。     

石墨烯水泥基复合材料力学性能及增强机理研究

首先通过表面活性剂与超声波处理相结合的方式制备了石墨烯(GNs)水性分散液,进而探究了不同浓度石墨烯掺量对水泥基复合材料力学性能的影响.结果表明:石墨烯(GNs)的掺入可以有效改善水泥基复合材料的力学性能,当石墨烯(GNs)掺量为0.06％时,水泥基复合材料的3、7、28 d抗压和抗折强度较纯水泥试样分别提高了19.7...     

纳米SiO2和PVA纤维增强水泥基复合材料的断裂性能

通过18组共90根纳米SiO2和聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料预制切口小梁试件的三点弯曲断裂试验,以起裂断裂韧度和断裂能作为评价指标,探讨了纳米SiO2掺量、PVA纤维体积分数及石英砂粒径对水泥基复合材料断裂性能的影响.结果 表明:适量的纳米SiO2和PVA纤维可显著改善试件的断裂性能,在未掺纳米SiO2或纳米SiO2掺量为2.0％条件下,随着PVA纤维体积分数的增加,试件的起裂断裂韧度和断裂能均呈现先增后减趋势,且均在PVA纤维体积分数为1.2％时达到最大值.当纳米SiO2掺量小于1.5％时,试件的断裂性能随着纳米SiO2掺量的增加而提高;当纳米SiO2掺量大于1.5％时,纳米SiO2的掺入对试件的断裂性能有不利影响;随着石英砂粒径的减小,试件的断裂性能逐渐降低.     

纳米SiO2改性粉煤灰混凝土力学性能及吸水特性研究

为了探索粉煤灰混凝土的高性能,开展了纳米SiO₂改性粉煤灰混凝土的力学和吸水试验,研究了粉煤灰取代率和纳米SiO₂掺量对混凝土力学性能(抗压强度、劈拉强度、动弹性模量)和吸水特性的影响。结果表明：粉煤灰混凝土的力学性能指标均随纳米SiO₂掺量的增加先增大后减小;当纳米SiO₂掺量从0%增加至2%时,粉煤灰混凝土28 d抗压强度、劈拉强度和动弹性模量分别提高了12.90%、7.53%和5.85%,可见纳米SiO₂对抗压强度影响更显著;当粉煤灰取代率从10%增加至30%时,混凝土28 d抗压强度、劈拉强度和动弹性模量分别降低了7.24%、2.61%和9.87%,可见粉煤灰对动弹性模量影响更显著;随纳米SiO₂掺量增加,粉煤灰混凝土的毛细吸水系数呈现出先下降后上升的趋势;随粉煤灰取代率增加,混凝土毛细吸水系数增大,且纳米SiO₂对混凝土毛细吸水系数影响也越显著;粉煤灰取代率和纳米SiO₂掺量对混凝土力学性能与毛细吸水系...     

溶胶型纳米SiO2和减水剂对粉煤灰-矿渣地聚物性能的影响

地聚物是一种有望替代普通硅酸盐水泥以降低土木工程行业碳排放的新型绿色环保胶凝材料。然而,粉煤灰-矿渣地聚物存在流动性差、干燥收缩大等问题,限制了其在工程领域的进一步推广应用。因此,通过试验研究了复掺减水剂和溶胶型纳米SiO₂对粉煤灰-矿渣地聚物工作性能、干燥收缩和抗压强度的影响,并分析了相关机理。试验结果表明,对于粉煤灰-矿渣质量比为7∶3的体系,与未掺加溶胶型纳米SiO₂和减水剂的粉煤灰-矿渣地聚物相比,当溶胶型纳米SiO₂和减水剂掺量分别为0.2%和1.0%时,粉煤灰-矿渣地聚物流动度从176 mm增大至198 mm,27 d干燥收缩降低了31.2%,3、7、28 d抗压强度分别提高了52.2%、24.5%、32.3%;溶胶型纳米SiO₂和减水剂复掺增加了参与反应的活性硅源,形成了更多的N-A-S-H和C-(A)-S-H凝胶产物,使得硬化后材料的结构更加致密。该研究可为粉煤灰-矿渣地聚物的进一步研究和应用提供参考。     

SiO2气凝胶对保温砂浆性能的影响

针对胶粉聚苯颗粒保温砂浆防火性能差、导热系数高的问题,本实验将硅气凝胶添加到胶粉聚苯颗粒保温砂浆中,提高其防火性能和保温性能。通过研究表明:硅气凝胶掺量为3%时,胶粉聚苯颗粒保温砂浆的综合性能达到了最佳。     

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%。     

早龄期氧化石墨烯增强碳纳米管水泥基复合材料的性能研究

文中报道了氧化石墨烯(GO)改善碳纳米管(CNTs)水泥基复合材料的抗折、抗压强度及电学性能的研究。当掺入2wt%CNTs时,CNTs水泥基复合材料抗折、抗压强度分别达最大值9.9、56.7MPa,然而随着CNTs掺入量的增加,CNTs水泥基复合材料的抗折、抗压强度出现了明显的降低趋势。此时在CNTs水泥基体中掺入一定量的GO,可以明显提高水泥基复合材料的抗折、抗压性能。同时GO的掺入可以提高CNTs水泥基复合材料的电学性能,仅掺入0.01wt%的GO时,GO/CNTs-1试样中的平均电阻率从CNTs-1样品的38.4Ω·m下降到了31.5Ω·m,降幅达到了17.9%。     

SiO2气凝胶在墙体保温材料中的应用

SiO₂气凝胶是一种新型材料,不仅密度小、比表面积大、孔道结构丰富,并且拥有优异的保温性能和防火性能,其在墙体保温材料的应用中有着巨大的潜力。结合了SiO₂气凝胶在墙体保温材料中的研究进展,分析了该材料的优势及可能存在的问题,并对其应用前景进行了展望。     

氧化石墨烯纳米片层增强水泥基复合材料力学性能研究

氧化石墨烯纳米片(GONPs)具有独特的物理性质,使其在水泥基体中成为有效的增强材料.通过试验,研究不同GONPs掺量对水泥基复合材料力学性能、孔径分布及微观结构特征的影响.GONPs以水泥质量分数为0％,0.01％,0.02％,0.03％,0.04％,0.05％制备水泥基复合材料,对经28 d养护的试块进行了抗压强度...