纳米材料在混凝土中的应用研究
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材 料掺 入 到水 泥 基 材 料 中 ，水 泥 基 材 料 的 强 度 和 流 动 性 都 有所 提高 ， 但
层有 机材料 ， 使之具有 亲水 性 ， 将它添加 到密封胶中很快就会形 成一
种硅石结构 ， 即由纳米 ＳＯ 小颗粒形成 的网络结构 ， ｉ 抑制胶体流动 ， 固化 速度加快 ， 提高凝结效果 。 借鉴当今 纳米技术在 陶瓷和 聚合物领域 内的研究 和应 用成果 ， 用 应
成 的
要提高混凝土的耐久性 ， 必须对混凝 土的结构设计 、 材料选择 、 环境 状态 、 配合 比设计 以及相应 的机械设备、 工工艺等作全面优化组合。 施 应
用新技术和新材料是高性能混凝土发展的必由之路 。随着科学技术的发 展， 混凝 土的制备和应用技术也将 进一步发展 ， 利用新 工艺改造传统 材 料， 对提升其 性能 ， 拓展其应用领域具有重要 的意义 。 近２ ０年来 ， 纳米结构材料越来越 引起人们的兴趣。在原料中添加适 量的纳米 ＳＯ ， ｉ 陶瓷制品的脆性 可大 大降低 ， 而韧 性可提高几倍 至几 十 倍， 光洁度也有明显提高。在黏合剂和密封胶巾添加适量 的纳米 ＳＯ ， ｉ：可 使 黏结效果和密封性能大大提 高。 其作用机理是在纳米 ＳＯ 的表面包覆 ｉ：
水 泥混凝 土是一种传统的建筑材料 ， 随着人 口的不断增长和社会工
业化 的深入发展 ， 混凝土的用量也在不断地增加。 据文献报 道，０ ０年我 ２０ 国混 凝 土用 量 达 到 了 ２ 亿 ｍ 十 几 年来 ，大 量 的 科 学 研 究 工 作 业 已证 ０ 。 明， 混凝土力学性能和耐 久性的改善 ， 关键在于降低含水量。同时发现 ， 如在配合 比设计中采用最密实混合原则（ 最小空间 比）则可获得一种连 ，
一
２ 纳米 材料在 混凝 土 中的应用 现状
２１ 纳 米 ＳＯ 在 混 凝 土 中 的应 用 ． ｉ：
浙江工业大学的叶青等 研究 表明 ，纳米 ＳＯ 具有较 高的火山灰 活 ｉ 性， 应该 可以用于水泥基材料中。重庆大学王充等对纳米 ＳＯ 材料在水 ｉ 泥基材料巾的应用进行 了可行性研究 ， 到的初步结论是 ： 得 将纳米 ＳＯ ｉ：
凝土的强度 、 韧性 、 抗渗性和耐久性能得到提高。 混凝 土是 大众建材 ， 其用量 很大 ， 使用纳米技术对其进行 改性还未
得到充分重视。其实 ， 凝土巾的水泥硬 化浆 体（ 泥石） 由众多 的纳 混 水 是 米级粒子 （ 水化硅酸钙凝 胶 ） 和众多的纳米级孑 与毛细孑 （ Ｌ Ｌ 结构 缺陷 ） 以 及 尺寸较大的结 晶型水化 产物（ 大晶体对强度和韧性 都不太有 利 ） 所组
续 的 ， 岩 石 般坚 硬 的混 凝 土材 料 。 如
许多研究者将 纳米矿粉（ 如纳米 ＳＯ、 ｉ： 纳米硅粉 、 纳米 Ｃ Ｃ ， ） 为外 ａＯ等 作
掺料引入到普通水 泥混凝土 中， 对普通 混凝土的微观结构进行改性。 纳米矿粉不但可 以填充水泥 的空隙 ， 更重要的是 由于纳米矿粉的火 山灰活性 ， 使其与水泥浆 体中的 Ｃ （ Ｈ）进～步反应 ， ａＯ ： 改善 混凝土中水 泥浆体 的结构和性能以及水泥浆体与骨料的界面结构和性能， 从而使混
应 用 所存 在 的 问题 ， 出 了今后 的研 究 内容 。 指 关 键 词 ： 米材 料 ； 纳 混凝 土 ； 备 工 艺 制
中 图分 类 号 ：Ｕ ２ Ｔ ５８ 文 献 标识 码 ： Ａ
随着材料科学 的发展 ，在混凝土中所 掺粉 体的细度也在不断细化 ，
１ 纳米材 料应 用 于混凝土 的重 要意 义
２ ０ ３ － ７ ０ ０： ９ ４ ．
第一 作者简 介 ： 魏庆喜 ， ，９ ２年 ３月生 ， 为河南 理工大学地质 男 １８ 现
资源与地 质工程 专业 ２ ０ 级硕士研究生 ， ０６ 河南省焦作市河南理工大学
４ ７信 箱 ，５ ０ ０ ０ ４４０．
［４ 陈春林 ， １］ 杨大林 ． 等温吸附曲线方 法在煤层气可采资源量估算中的 应用［ ］ Ｊ． 中国矿业大学学报 ，０ ５ ３ （ ）６ ９ ６ ２ （ ２ ０ ，４ ５ ：７ — ８ ． 责任编辑 ： 白尚平 ）
果表明 ， 纳米 Ｓ ｉ 材料 能明显降低水泥浆体 的结构缺陷 ， Ｏ 提高水泥硬化 浆体的强度。福州大学季滔等将纳米 Ｓ ｉ 掺入到粉煤灰混凝土 中， Ｏ 并对
பைடு நூலகம்
出版 社 ，０ ２ ３ － ６ ２ ０ ；６ ４ ．
［３ 张建博 ， １］ 王红岩 ， 赵庆波． 中国煤层气地质［ 、 ： Ｍ］ 北京 地质 出版社 ，
掺量不宜过高。浙江工业大学陈荣升 、 叶青等以及哈尔滨工业 大学 的肖 会刚等 ，进一步就纳米 ＳＯ： ｉ 和硅灰对水泥基材料的改性进行 了研究 ， 结
纳米技 术对混凝土进行改性研究 ，可望进一步改善混凝 土的微观结构 ， 以显著提高其物理力学性能和耐久性 。
～ ＾ … … 一 ● ● 噜 ， ● ● ，’ ● ● ’‘ ’‘・ ～ Ｈ 一 ● ● 、 ● ’ ● ●… ●一 一
维普资讯
科技情报开 发与经济
文章 编 号 ： ０ — ０３ ２ ０ ）６ ０ ２ — ２ １ ５ ６３ （０ ８ １— １ １ ０ ０
Ｓ ＩＴ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ Ｄ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｙ Ｃ— Ｅ Ｈ Ｉ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ Ｎ ＣＮ Ｍ
２０ 年 ０８
第 １卷 ８
第 １ 期 ６
收稿 日期 ：０ ８ ０ — ｌ ２ ０ — ５ ０
纳米材 料 在 混凝 土 中的应 用研 究
谢 德 文
（ 中国矿业 大学建设监理咨询 中心 ， 江苏徐州 ，２ ０ ８ ２ １０ ） 摘 要 ： 绍 了纳米 混凝 土制备 工艺的研 究现状 ， 介 列举 了现阶段纳米材料在 混凝土 中
层有 机材料 ， 使之具有 亲水 性 ， 将它添加 到密封胶中很快就会形 成一
种硅石结构 ， 即由纳米 ＳＯ 小颗粒形成 的网络结构 ， ｉ 抑制胶体流动 ， 固化 速度加快 ， 提高凝结效果 。 借鉴当今 纳米技术在 陶瓷和 聚合物领域 内的研究 和应 用成果 ， 用 应
成 的
要提高混凝土的耐久性 ， 必须对混凝 土的结构设计 、 材料选择 、 环境 状态 、 配合 比设计 以及相应 的机械设备、 工工艺等作全面优化组合。 施 应
用新技术和新材料是高性能混凝土发展的必由之路 。随着科学技术的发 展， 混凝 土的制备和应用技术也将 进一步发展 ， 利用新 工艺改造传统 材 料， 对提升其 性能 ， 拓展其应用领域具有重要 的意义 。 近２ ０年来 ， 纳米结构材料越来越 引起人们的兴趣。在原料中添加适 量的纳米 ＳＯ ， ｉ 陶瓷制品的脆性 可大 大降低 ， 而韧 性可提高几倍 至几 十 倍， 光洁度也有明显提高。在黏合剂和密封胶巾添加适量 的纳米 ＳＯ ， ｉ：可 使 黏结效果和密封性能大大提 高。 其作用机理是在纳米 ＳＯ 的表面包覆 ｉ：
水 泥混凝 土是一种传统的建筑材料 ， 随着人 口的不断增长和社会工
业化 的深入发展 ， 混凝土的用量也在不断地增加。 据文献报 道，０ ０年我 ２０ 国混 凝 土用 量 达 到 了 ２ 亿 ｍ 十 几 年来 ，大 量 的 科 学 研 究 工 作 业 已证 ０ 。 明， 混凝土力学性能和耐 久性的改善 ， 关键在于降低含水量。同时发现 ， 如在配合 比设计中采用最密实混合原则（ 最小空间 比）则可获得一种连 ，
一
２ 纳米 材料在 混凝 土 中的应用 现状
２１ 纳 米 ＳＯ 在 混 凝 土 中 的应 用 ． ｉ：
浙江工业大学的叶青等 研究 表明 ，纳米 ＳＯ 具有较 高的火山灰 活 ｉ 性， 应该 可以用于水泥基材料中。重庆大学王充等对纳米 ＳＯ 材料在水 ｉ 泥基材料巾的应用进行 了可行性研究 ， 到的初步结论是 ： 得 将纳米 ＳＯ ｉ：
凝土的强度 、 韧性 、 抗渗性和耐久性能得到提高。 混凝 土是 大众建材 ， 其用量 很大 ， 使用纳米技术对其进行 改性还未
得到充分重视。其实 ， 凝土巾的水泥硬 化浆 体（ 泥石） 由众多 的纳 混 水 是 米级粒子 （ 水化硅酸钙凝 胶 ） 和众多的纳米级孑 与毛细孑 （ Ｌ Ｌ 结构 缺陷 ） 以 及 尺寸较大的结 晶型水化 产物（ 大晶体对强度和韧性 都不太有 利 ） 所组
续 的 ， 岩 石 般坚 硬 的混 凝 土材 料 。 如
许多研究者将 纳米矿粉（ 如纳米 ＳＯ、 ｉ： 纳米硅粉 、 纳米 Ｃ Ｃ ， ） 为外 ａＯ等 作
掺料引入到普通水 泥混凝土 中， 对普通 混凝土的微观结构进行改性。 纳米矿粉不但可 以填充水泥 的空隙 ， 更重要的是 由于纳米矿粉的火 山灰活性 ， 使其与水泥浆 体中的 Ｃ （ Ｈ）进～步反应 ， ａＯ ： 改善 混凝土中水 泥浆体 的结构和性能以及水泥浆体与骨料的界面结构和性能， 从而使混
应 用 所存 在 的 问题 ， 出 了今后 的研 究 内容 。 指 关 键 词 ： 米材 料 ； 纳 混凝 土 ； 备 工 艺 制
中 图分 类 号 ：Ｕ ２ Ｔ ５８ 文 献 标识 码 ： Ａ
随着材料科学 的发展 ，在混凝土中所 掺粉 体的细度也在不断细化 ，
１ 纳米材 料应 用 于混凝土 的重 要意 义
２ ０ ３ － ７ ０ ０： ９ ４ ．
第一 作者简 介 ： 魏庆喜 ， ，９ ２年 ３月生 ， 为河南 理工大学地质 男 １８ 现
资源与地 质工程 专业 ２ ０ 级硕士研究生 ， ０６ 河南省焦作市河南理工大学
４ ７信 箱 ，５ ０ ０ ０ ４４０．
［４ 陈春林 ， １］ 杨大林 ． 等温吸附曲线方 法在煤层气可采资源量估算中的 应用［ ］ Ｊ． 中国矿业大学学报 ，０ ５ ３ （ ）６ ９ ６ ２ （ ２ ０ ，４ ５ ：７ — ８ ． 责任编辑 ： 白尚平 ）
果表明 ， 纳米 Ｓ ｉ 材料 能明显降低水泥浆体 的结构缺陷 ， Ｏ 提高水泥硬化 浆体的强度。福州大学季滔等将纳米 Ｓ ｉ 掺入到粉煤灰混凝土 中， Ｏ 并对
பைடு நூலகம்
出版 社 ，０ ２ ３ － ６ ２ ０ ；６ ４ ．
［３ 张建博 ， １］ 王红岩 ， 赵庆波． 中国煤层气地质［ 、 ： Ｍ］ 北京 地质 出版社 ，
掺量不宜过高。浙江工业大学陈荣升 、 叶青等以及哈尔滨工业 大学 的肖 会刚等 ，进一步就纳米 ＳＯ： ｉ 和硅灰对水泥基材料的改性进行 了研究 ， 结
纳米技 术对混凝土进行改性研究 ，可望进一步改善混凝 土的微观结构 ， 以显著提高其物理力学性能和耐久性 。
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文章 编 号 ： ０ — ０３ ２ ０ ）６ ０ ２ — ２ １ ５ ６３ （０ ８ １— １ １ ０ ０
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２０ 年 ０８
第 １卷 ８
第 １ 期 ６
收稿 日期 ：０ ８ ０ — ｌ ２ ０ — ５ ０
纳米材 料 在 混凝 土 中的应 用研 究
谢 德 文
（ 中国矿业 大学建设监理咨询 中心 ， 江苏徐州 ，２ ０ ８ ２ １０ ） 摘 要 ： 绍 了纳米 混凝 土制备 工艺的研 究现状 ， 介 列举 了现阶段纳米材料在 混凝土 中