納米混凝土物理力學(xué)性能的相關(guān)分析

朱玨霖 黎俊杰 李洪兵

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷進(jìn)步與發(fā)展，人們的生活質(zhì)量明顯劇增，滿足人們生活質(zhì)量的同時確保人們的人身安全，以期促使社會持續(xù)發(fā)展?；诖爽F(xiàn)象，以期對納米混凝土物理學(xué)性能進(jìn)行了深入探究，從而促使人們出行安全得以保障。通過對0.5% SiO2摻入粉煤灰混凝土為研究對象試驗得出結(jié)論：摻入0.5% SiO2的粉煤灰混凝土在7d和28d內(nèi)，均可以在原始程度基礎(chǔ)上提升不同程度抗壓與抗折能力。

關(guān)鍵詞：納米sioa;粉煤灰混凝土;抗壓強(qiáng)度

1.納米材料在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用研究

通過應(yīng)用碳納米管，納米粘土，可以促進(jìn)水泥砂漿的水化反應(yīng)，顯著減小界面氫氧化鈣顆粒尺寸。在水泥漿中摻入1%納米 CaCO，可促進(jìn)水泥基體內(nèi)部的水化反應(yīng)，使 Ca （OH）2硅酸鹽含量明顯降低，產(chǎn)生大量的水化硅酸鈣凝膠，使水泥基體的吸水性、氣離子滲透性明顯降低，使水泥漿中摻入3%納米CaCO3的水泥漿體微觀結(jié)構(gòu)得到明顯改善。

2.實驗研究

2.1材料

水泥：建福牌425#普通硅酸鹽水泥

粉煤灰：廈門蒿嶼電廠I級灰

砂中砂，細(xì)模2.62，表觀密度2.679/m3，堆積密度1.529/cm3

碎石：表觀密度：2.6539/ClTl3。松堆密度1.3929/cm3

外加劑：FDN—FZ高效減水劑

納米SiO2：顆粒尺寸（10±5） nlTl，其表面積（640±50）m2/g;致密密度在<0.189/cm3，SiO2-x含量>99.9%（x在1.2～1.6之間，并且明確了指硅氧結(jié)構(gòu)，其由于表面欠氧而偏離穩(wěn)定狀態(tài)。

水：普通自來水

2.2配合比

表1所示粉煤灰混凝土的配比（單位為千克）：水灰比為0.396，其混凝土含砂率為34.5%，粉煤灰摻量占整體膠凝材料的35%。以 FC為基礎(chǔ)，以0.5%的SiO2為基體，建立納米混凝土的配比體系。

2.3實驗方法、過程及結(jié)果

現(xiàn)場進(jìn)行試驗，通過對混合了FDN—FZ型高效減水劑與部分水，進(jìn)行自備試驗，將納米SiO2倒入其中，最后再進(jìn)行攪拌工作;納米SiO2并不溶于水，但是利用FDN—FZ型高效減水劑的分散性，可以促進(jìn)納米SiO2溶于混合物當(dāng)中。通過利用強(qiáng)力攪拌的方式，可以將水泥、砂、石及粉煤灰進(jìn)行均勻的攪拌，倒入適當(dāng)分量水的同時進(jìn)行有效的攪拌，再次進(jìn)行添加適量的水，此過程中還要加入適量的高效減水劑與納米SiO2混合液，進(jìn)行攪拌至60min。通過測試之后，結(jié)果表明，納米混凝土（NC）和粉煤灰混凝土（FC）的塌落度都在12～16之間，并且表明出納米SiO2的摻入量，對混凝土塌落度造成的影響相對較小。通過澆注試驗之后，抗壓強(qiáng)度尺寸為15cm×15cm，抗折強(qiáng)度的尺寸為15cm×45cm，并且針對每一組開展了為期7d、28d的抗壓、抗折強(qiáng)度試驗，試驗結(jié)果見表2。

用 philips生產(chǎn)的XL30ESEM環(huán)境掃描電子顯微鏡對保存28天的 FC和 NC試塊進(jìn)行掃描。其觀察范圍主要包括凝膠材料與凝膠以及石子的界面等等，放大范圍包括：500、1000、2000、5000、10000倍，分別觀察其微觀和細(xì)觀結(jié)構(gòu)。

3.實驗結(jié)果分析

這些水泥中的主要成分有硅酸三鈣（c3s）、硅酸二鈣（QS）、鋁酸三鈣（C3A）和鐵鋁酸四鈣（C4AF），它們的含量占水泥總量的90%以上。這些化合物釋放一定的熱量，反應(yīng)式如下：

利用粉煤灰所具有的火山灰效應(yīng)，生成C-S-H和C-A-H型膠凝劑，進(jìn)一步填充混凝土的孔隙：

在7d之內(nèi)，Ca （0 H）內(nèi)大量形成了水泥漿體和骨料界面，這些因素會對混凝土的粘結(jié)力和早期強(qiáng)度造成一定的影響，納米硅氧烷因其比表面更具活性，可與早期形成的 Ca （OH）2發(fā)生快速反應(yīng)，并有效地細(xì)化 Ca （OH）2，從而減少堿性骨料反應(yīng)和硫酸鹽侵蝕，促進(jìn)混凝土后期強(qiáng)度的提升的同時有效提高水泥漿體烘衣機(jī)骨料的邊界強(qiáng)度。

4.總結(jié)

綜上所述，通過加入少量的納米顆粒在粉煤灰混凝土中，能夠有效的提升粉煤灰混凝土的抗壓折強(qiáng)度（尤其是早期強(qiáng)度），提高粉煤灰混凝土的耐久性的同時增強(qiáng)混凝土的密實性。以期促使社會和諧持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（四川輕化工大學(xué)?643000）