纳米SiO_2与水泥硬化浆体中Ca_OH_2的反应
骨水泥无机成分
骨水泥无机成分
骨水泥是一种用于骨折修复和关节置换手术的生物医学材料，主要由无机成分和有机成分组成。
无机成分是骨水泥的主要构成部分，通常包括以下几种成分：
一、氢氧化钙（Ca(OH)2）：氢氧化钙是骨水泥中的主要成分之一，它在水泥混合物中发挥着固化作用，帮助形成坚固的骨结合物。
二、三氧化二铝（Al2O3）：三氧化二铝在骨水泥中用作助熔剂，有助于降低水泥的熔点，促使水泥在患处更好地固化。
三、二氧化硅（SiO2）：二氧化硅是骨水泥中的另一种重要成分，它与氢氧化钙反应形成硅酸钙，有助于骨水泥的硬化和强化。
四、二氧化钛（TiO2）：二氧化钛通常用作骨水泥的填充材料，有助于增强骨水泥的力学性能。
五、钙磷酸盐：钙磷酸盐是一类骨水泥中常见的矿物组成部分，与骨组织相似，有助于促进骨水泥与骨组织的结合。
这些无机成分在骨水泥中的比例和配方可以根据具体的应用和制造商的配方而有所不同。
有机成分通常是水泥中的一小部分，主要是为了提高骨水泥的可加工性和适应性。
总体而言，骨水泥的无机成分起到了强化、硬化和骨结合的作用。
纳米氧化铝在混凝土中的原理及应用方法改良
纳米氧化铝在混凝土中的原理及应用方法改良标题：纳米氧化铝在混凝土中的原理及应用方法改良引言：混凝土作为一种主要建筑材料，在工程领域中有着广泛的应用。
然而，常规混凝土在面临一些特定的挑战时，如抗渗透性、强度和耐久性等方面存在一定的不足。
为了解决这些问题，人们开始研究利用纳米材料来改良混凝土的性能。
本文将重点探讨纳米氧化铝在混凝土中的原理及应用方法改良，希望通过深入的分析，为读者提供更全面、深刻和灵活的理解。
一、纳米氧化铝的原理纳米氧化铝，指的是颗粒尺寸在1到100纳米的氧化铝粒子。
相较于传统的氧化铝，纳米氧化铝具有更大的比表面积和更高的化学活性。
在混凝土中，纳米氧化铝可以通过以下原理发挥作用：1. 表面效应：由于其大比表面积，纳米氧化铝能够与水泥浆液中的物质更充分地发生反应，从而提高混凝土的致密性和强度。
2. 填充效应：纳米氧化铝颗粒可以填充混凝土中的微孔隙和裂缝，减少水分和气体的通过效应，提高混凝土的抗渗透性和耐久性。
3. 成核效应：纳米氧化铝颗粒能够作为混凝土晶体的成核点，促进水泥水化反应，加速混凝土的强度发展和减缓钙石灰石的形成。
4.促进效应：纳米氧化铝可以与钙离子等物质发生反应，形成结晶物质，并与混凝土中的水化产物相互作用，提高混凝土的抗压性、抗折性和耐久性。
二、纳米氧化铝在混凝土中的应用方法改良为了有效地利用纳米氧化铝改良混凝土的性能，以下是几种常见的应用方法：1. 掺量控制：根据混凝土的需求和性能要求，确定合适的纳米氧化铝掺量，一般为混凝土重量的1%至5%。
较低的掺量可以改善混凝土的强度，较高的掺量可以提高混凝土的抗渗透性和耐久性。
2. 种植纳米氧化铝颗粒：通过添加纳米氧化铝溶液或悬浊液，使其在混凝土中均匀分布，并与水泥等物质发生反应，形成纳米氧化铝晶体，改善混凝土的性能。
3. 表面涂覆：将纳米氧化铝颗粒涂覆在混凝土表面，形成一层致密的保护膜，提高混凝土的抗渗透性和耐候性。
4. 核壳结构设计：将纳米氧化铝颗粒包裹在聚合物或纳米材料的壳层中，形成核壳结构颗粒，有效控制其释放速度和分散性，提高混凝土的性能。
纳米SiO_(2)混凝土的抗压强度研究与微观分析
中图分类号:TQ178文献标志码:B文章编号:1007-0389(2021)01-07-04[D0l]10.13697/ki.32-1449/tu.2021.01.002纳米SiO2混凝土的抗压强度研究与微观分析张书石打高洪波I，王玄打闫啥闫春岭2（1.信阳师范学院建筑与土木工程学院，河南信阳464000；2.安阳工学院建筑与土木工程学院，河南安阳455000）摘要:本试验研究了不同掺量纳米Si。
?对混凝土力学性能的影响，并采用XRD手段对其改善机理进行了分析。
试验结果表明，适量的纳米Si。
?可以提高混凝土的抗压强度，并根据试验分析得出当混凝土中纳米Si。
?掺量为2.5%时混凝土抗压强度达到最大。
试验采用单因素设计，根据需要采用正交多项式回归，并得出拟合方程为二次时最好。
关键词：正交多项式；纳米Si。
?；曲线拟合Study and microscopic analysis on compressive strength of Nano-SiO2concreteZhang Shushi1,Gao Hon gbo1,Wang Xuan1,Yan Han1,Yan Chun l ing2（1.School of Architecture and Civil Engineering,Xin-yang Nonnal University,Xinyang464000,China）Abstract：The effects of different dosage of nano-SiO2on the mechanical properties of concrete were studied,and the improvement mechanism was analyzed by means of XRD.The experimental results show that an appropriate amount of nano-SiO2can improve the compressive strength of concrete.According to the experimental analysis,the compressive strength of concrete reaches the maximum when the nano-Si02content in concrete is2.5%.The single factor design was adopted in the experiment,and orthogonal polynomial regression was adopted according to the needs,and it was concluded that the best fitting equation was quadratic.Key words:orthogonal polynomial;nano-SiO2;curve fitting0引言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,而具备了小尺寸效应，量子尺寸效应,宏观量子隧道效应和表面效应等特有效应叫因此纳米材料上述性质,是传统材料所不具备的，已有研究表明纳米材料可以改变混凝土的流动性和强度。
预浸纳米SiO2溶液强化再生粗骨料混凝土力学性能试验
中，发现混凝土的界面过渡区变得更加密实，混凝
土抗压强度增幅25 % 左右 ; 罩 盛 昆 [ 11] 使 用 纳 米
Si02 榕液 浸 泡 强 化 再 生 粗 骨 料 和 直 接 掺 入 纳 米 Si02 对再生混 凝 土 进 行试验研究 ， 结果 表 明 两 种 方法对再生混凝土的改性有一定效果，但直接掺 入对混凝土抗压强度提 走去
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(a) 累积孔 隙体积
构混凝土中;杨青、钱晓倩[ 8 ] 等 利 用 高 活 性 纳 米
Si02 和纳米改性矿物掺合料对再生混凝土 进行 了 纳米复合强化试验;李文贵[町等在混凝土中添加 不同纳米材料分散液，结果发现纳米硅榕胶能够 很好地改善再生混凝土界面过渡区微观结构; Pal
la[ lO] 等利用 纳 米 Si02 直接掺入在 粉煤灰 混 凝 土
作者简介:黄伟，博士后，教授，淮南联合大学建筑与艺术学院 O研究方向:混凝土结构与材料。
基金项目:安徽省高校学科拔尖人才学术资助项目(项目编号: gxhj2022111 ) ;安徽省教育厅科学研究重点资助项目(项目编号: 2022AH052930) 0
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第 12 期
预漫纳米 Si02 溶液强化再生粗骨料混凝土力学性能试验
点 [ 1 -3] ， 在某种程度上影 响 和 限制 其广 泛使用 ， 为
混凝土中添加纳米二氧化硅的性能研究
混凝土中添加纳米二氧化硅的性能研究一、研究背景混凝土是一种广泛应用的建筑材料，其使用量在全球建筑材料中占据了主导地位。
然而，传统混凝土存在一些问题，如易龟裂、易开裂、易受腐蚀等等。
为了提高混凝土的性能，近年来，人们开始研究添加纳米材料来改善混凝土的性能。
其中，纳米二氧化硅是一种常用的添加剂，可以显著提高混凝土的力学性能和耐久性能。
因此，本文将对混凝土中添加纳米二氧化硅的性能进行研究。
二、研究目的本研究旨在探究混凝土中添加不同比例的纳米二氧化硅对混凝土性能的影响，包括力学性能、耐久性能和微观结构等方面的变化。
通过实验研究，为混凝土添加纳米材料提供理论依据和实验基础。
三、研究方法本研究采用实验方法进行，具体步骤如下：1.准备试验材料：水泥、砂子、碎石、混凝土添加剂（纳米二氧化硅）；2.根据不同配比比例制备混凝土试件，分别为控制组和实验组；3.对试件进行各项力学性能测试，包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量等；4.对试件进行耐久性能测试，如冻融循环试验、碱-骨架反应试验等；5.通过扫描电子显微镜（SEM）观察混凝土微观结构的变化。
四、实验结果与分析1.力学性能测试结果通过对试件的力学性能测试，得到以下结果：（1）抗压强度：在添加纳米二氧化硅的情况下，混凝土的抗压强度明显提高，其中添加量为5%时，抗压强度最高，较控制组提高了20%；（2）抗拉强度：在添加纳米二氧化硅的情况下，混凝土的抗拉强度也有所提高，其中添加量为5%时，抗拉强度最高，较控制组提高了15%；（3）弹性模量：在添加纳米二氧化硅的情况下，混凝土的弹性模量也有所提高，其中添加量为5%时，弹性模量最高，较控制组提高了10%。
2.耐久性能测试结果通过对试件的耐久性能测试，得到以下结果：（1）冻融循环试验：在添加纳米二氧化硅的情况下，混凝土的耐久性有所提高，其中添加量为5%时，混凝土经过50次冻融循环后，抗压强度仅降低了5%，而控制组则降低了15%；（2）碱-骨架反应试验：在添加纳米二氧化硅的情况下，混凝土的耐久性也有所提高，其中添加量为5%时，混凝土的碱-骨架反应等级为可接受，而控制组则为不可接受。
SiO_(2)纳米流体在低渗透油藏中的驱油性能和注入参数优化
第38卷第1期2021年3月25日油田化学Oilfield ChemistryVol.38No.125Mar，2021目前，常规的中高渗透油田已进入开发末期，低渗油藏成为油田开发关注的重点［1—4］。
我国低渗透油气资源储量丰富，但低渗透油藏孔隙喉道狭窄、渗流能力差［5—6］，在中高渗油藏驱油效果显著的复合驱体系因难以注入地层而无法用于低渗透油藏。
我国低渗透油藏以注水开发为主，存在注入压力高、驱油效果差等问题［6—9］，因此需要探索低渗透油藏提高采收率的方法。
随着纳米技术的出现，纳米流体被应用于油田开发。
实验研究表明，纳米颗粒可以降低油水界面张力、乳化原油、改善润湿性、产生楔形渗透等作用，在低渗透油藏中使用纳米流体可以提高采收率［10—18］。
在众多纳米颗粒中，SiO2纳米颗粒具有易于改性、方便获取、纯度较高、价格低廉的优势，具备大规模生产应用的潜力。
SiO2纳米颗粒用于提高采收率的报道较多，SiO2纳米流体被证实可以提高采收率［15—20］。
尽管如此，在诸多报道中仅指出SiO2纳米流体可以用于提高采收率，未见对SiO2纳米流体注入参数的研究。
而实际上SiO2纳米流体的注入速率、注入量以及SiO2纳米颗粒浓度等注入参数对提高采收率均有较大影响，有必要对注入参数进行研究。
基于此，本文采用实验室自制的具有一定疏水性能的SiO2纳米颗粒，评价了SiO2纳米流体的稳定性和改善界面张力的效果，从含水率变化、压力变化、提高采收率三个方面对SiO2纳米流体驱油效果进行了评价，研究了注入量、注入速率、纳米颗粒浓度对提高采收率的影响，并优化了注入参数。
1实验部分1.1材料与仪器氨水、正硅酸乙酯、烷基酚聚氧乙烯醚，分析纯，上海麦克林生化科技有限公司；模拟地层水，实文章编号：1000-4092（2021）01-137-06SiO2纳米流体在低渗透油藏中的驱油性能和注入参数优化*尚丹森1，2，侯吉瑞1，2，程婷婷1，2（1.中国石油大学（北京）非常规油气科学技术研究院，北京102249；2.中国石油三次采油重点实验室低渗透油田提高采收率应用基础理论研究室，北京102249）摘要：为研究纳米流体在低渗油藏中的驱油性能，采用实验室自主研发的具有一定疏水性的SiO2纳米颗粒，研究了SiO2纳米流体的稳定性及其对界面张力的影响，并通过低渗岩心驱替实验评价了SiO2纳米流体的驱油性能，优化了该纳米流体的注入参数。
碱水和水泥地的反应
碱水和水泥地的反应
碱水与水泥地的反应
当碱水与水泥地发生反应时，会产生一系列变化和影响。
碱水中的化学成分会与水泥中的成分发生反应，从而改变水泥地的性质和结构。
碱水中的氢氧根离子（OH-）会与水泥中的钙离子（Ca2+）发生反应，形成钙水化合物。
这种化合物具有一定的粘结力，能够增加水泥地的强度和硬度。
因此，在施工过程中，适量的碱水可以提高水泥地的耐久性和承重能力。
然而，过量的碱水对水泥地也会产生负面影响。
过多的氢氧根离子会与水泥中的铝离子（Al3+）反应，形成含铝水化物。
这种化合物不仅会降低水泥地的强度和硬度，还容易导致水泥地的开裂和脱落。
因此，在施工过程中，必须控制碱水的使用量，以避免产生过量的氢氧根离子。
碱水中的盐类成分也会对水泥地产生影响。
一些盐类会与水泥中的氯离子（Cl-）反应，形成氯化物。
这种化合物具有腐蚀性，会降低水泥地的耐久性和抗腐蚀能力。
所以，在施工过程中，需要注意选择低盐含量的碱水，以避免对水泥地产生不良影响。
碱水与水泥地的反应是一个复杂的过程，需要合理控制碱水的使用量和成分。
只有在适量的条件下使用碱水，才能提高水泥地的性能
和质量。
对于施工人员来说，了解碱水与水泥地的反应机理，合理使用碱水，对于确保工程质量和延长水泥地的使用寿命至关重要。
混凝土中纳米CaCO3的应用研究
混凝土中纳米CaCO3的应用研究一、前言随着人类社会的不断发展，混凝土已经成为了建筑工程中不可或缺的材料之一。
然而，传统的混凝土存在一些弊端，例如耐久性不佳、抗裂性能差等问题。
因此，如何提高混凝土的性能成为了混凝土研究的一个重要方向。
最近几年，研究人员开始探索使用纳米材料来改善混凝土的性能。
纳米CaCO3是一种被广泛研究的纳米材料，其在混凝土中的应用引起了人们的广泛关注。
本文将对混凝土中纳米CaCO3的应用进行详细的研究。
二、纳米CaCO3的基本性质1. 纳米CaCO3的制备方法纳米CaCO3的制备方法主要有物理法、化学法和生物法等。
其中，物理法包括高能球磨法、超声波法等；化学法包括沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等；生物法包括微生物发酵法、植物提取法等。
2. 纳米CaCO3的结构特点纳米CaCO3的晶体结构为立方晶系，晶胞参数为a=4.99 Å。
纳米CaCO3的晶粒大小在1~100 nm之间，比表面积高达50~100 m2/g。
此外，纳米CaCO3还具有优异的化学稳定性和生物相容性。
3. 纳米CaCO3的应用领域纳米CaCO3在医药、食品、化工、环境等领域有广泛的应用。
其中，在建筑材料领域，纳米CaCO3被用作增强剂、填充剂、改性剂等。
三、混凝土中纳米CaCO3的应用1. 纳米CaCO3对混凝土力学性能的影响研究表明，适量添加纳米CaCO3可以显著提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗剪强度。
同时，纳米CaCO3还可以提高混凝土的弹性模量和硬度。
2. 纳米CaCO3对混凝土耐久性的影响混凝土的耐久性是指混凝土在使用过程中经受外界环境因素（如紫外线、酸碱等）侵蚀的能力。
研究表明，纳米CaCO3可以显著提高混凝土的耐久性，降低混凝土受环境侵蚀的程度。
这是因为纳米CaCO3可以填补混凝土中的微孔和裂缝，从而提高混凝土的致密性和抗渗性。
3. 纳米CaCO3对混凝土加工性能的影响研究表明，适量添加纳米CaCO3可以改善混凝土的可加工性和流动性。
纳米SiO_(2)对粉煤灰复合水泥力学性能与微观孔隙的影响
纳米SiO_(2)对粉煤灰复合水泥力学性能与微观孔隙的影响苏飞鸣;张向新;刘畅
【期刊名称】《混凝土》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】适量的纳米二氧化硅可以提高粉煤灰复合水泥的强度,并促进水泥的二次水化,减少微观孔隙。
然而,由于粉煤灰和纳米SiO_(2)的协同作用较为复杂,为了研究纳米SiO_(2)改性粉煤灰复合水泥的机理,测试了养护28 d时粉煤灰复合水泥抗压强度,并利用SEM、XRD与压汞法等测试手段进行了微观表征。
研究结果表明:纳米SiO2可以有效提高粉煤灰复合水泥的强度,并且还细化了其孔隙结构,增加了水泥中少害孔与无害孔的占比。
当纳米SiO_(2)的掺量为3%时,抗压强度最高且孔隙率最低。
【总页数】5页(P119-123)
【作者】苏飞鸣;张向新;刘畅
【作者单位】广西大学土木建筑工程学院;招商局蛇口工业区控股股份有限公司;悉尼科技大学信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.041
【相关文献】
1.苯丙乳液与纳米SiO_(2)复合改性超细水泥胶浆的力学性能
2.纳米SiO_(2)改性纤维增强普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合材料早期性能及微观结构
3.纳米
SiO_(2)/VAE胶粉复合改性水泥基材料的力学性能及抗裂性能4.纳米SiO_(2)对水泥浆体孔隙和微观力学性能的影响5.烧结温度对SiO_(2f)/SiO_(2)陶瓷基复合材料的微观结构和力学性能的影响
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纳米水化硅酸钙的制备及对水泥水化影响的研究进展
醇胺类早强剂掺量敏感,且价格较高;复合两种或多种不同种类的早强剂虽然可以实现相互协同作用,但是
依然存在经济性较差、影响后期性能等问题。 开发与使用新型早强材料来提高混凝土早期强度,提升生产效
率,从而满足混凝土行业低碳、绿色的发展需求是未来的发展趋势。
验设计钙硅比分别将相应质量的氧化钙和二氧化硅粉末放入反应釜中,加入去离子水,充分搅拌 20 min 后,
将反应釜密封放入 180 ℃ 鼓风干燥箱中反应 12 h,随后在 60 ℃ 的真空环境下抽滤、烘干制备得到纳米
strength; long-term strength
0 引 言
随着我国建筑工业化的不断推进,装配式建筑与混凝土预制构件得到了长足的发展。 在传统混凝土预
制构件生产中,需要采用蒸汽养护方式来提高混凝土早期强度,缩短脱模时间,提高模板周转效率。 然而蒸
汽养护需要消耗大量的热能,同时排放 CO2 、SO3 、氮氧化物等温室气体与污染物。 化学外加剂作为现代混凝
作者简介:陈 娇(1994—) ,女,硕士研究生。 主要从事外加剂对水泥基材料性能影响的研究。 E-mail:731051256@ qq. com
通信作者:慕 儒,博士,教授级高工。 E-mail:ru_mu@ hotmail. com
1430
水泥混凝土
硅 酸 盐 通 报
High Performance Civil Engineering Materials, Nanjing 211103, China; 3. Jiangsu Sobute New Materials Co., Ltd., Nanjing 211103, China)
混凝土中掺入纳米氧化铝的原理及应用
混凝土中掺入纳米氧化铝的原理及应用混凝土是一种常用的建筑材料，具有优良的力学性能和耐久性。
然而，在长期使用过程中，由于外界环境的因素，混凝土可能会出现裂缝、酸侵蚀等问题，从而影响其使用寿命和结构安全性。
为了改善混凝土的性能，人们引入了纳米材料为掺合物，其中掺入纳米氧化铝是一种常见的选择。
纳米氧化铝（Nano Alumina）是一种具有纳米级尺寸的氧化铝颗粒。
相比传统的氧化铝颗粒，纳米氧化铝具有更大的比表面积和更优异的力学性能。
将纳米氧化铝掺入混凝土中可以有效地改变混凝土的物理和化学性质，从而提高其强度、耐风化性和抗裂性等关键性能。
接下来，我将从纳米氧化铝应用于混凝土的原理和应用性能两个方面来深入探讨。
1. 纳米氧化铝掺入混凝土的原理纳米氧化铝的掺入可以通过两种方式实现：一是直接将纳米氧化铝颗粒与混凝土搅拌均匀；二是通过合成纳米氧化铝改性剂，将其掺入混凝土中。
纳米氧化铝颗粒的掺入可以改变混凝土的晶体结构和孔隙分布，从而提高混凝土的力学性能。
由于纳米氧化铝颗粒具有大比表面积，其在混凝土中可以充分填充孔隙并与水泥水化反应，进而生成更多的水化产物，增强了混凝土的致密性和强度。
纳米氧化铝颗粒还能填充水泥基体中的微缝隙，减少混凝土的渗透性，提高抗渗性能。
纳米氧化铝还具有高温稳定性和酸碱抗蚀性，可以提高混凝土的耐候性和耐化学侵蚀性能。
2. 纳米氧化铝在混凝土中的应用纳米氧化铝在混凝土中的应用主要体现在以下几个方面：2.1 强度和耐久性的提升通过掺入适量的纳米氧化铝，混凝土的强度和耐久性得到了显著提升。
纳米氧化铝颗粒填充了混凝土的孔隙，改善了混凝土的致密性，从而提高了混凝土的抗压强度和抗拉强度。
纳米氧化铝还可以提高混凝土的耐久性，使其更抵抗酸碱性及其他环境的侵蚀。
2.2 抗裂性的改善混凝土在干燥过程中容易出现裂缝，而纳米氧化铝的掺入可以有效减少混凝土的收缩和开裂。
纳米氧化铝颗粒填充了混凝土内部的微小裂缝，阻碍了裂缝的扩展，从而提高了混凝土的抗裂性能。
复掺纳米TiO2吸波剂和吸波功能集料的电磁吸波混凝土
图２ TiO２ 粉体 SEM 图 Fig２SEMimageofTiO２ powder
∗ 基金项目:国家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (５１３７２１８３,５０９０２１０６,５１４６１１３５００５);教 育 部 新 世 纪 优 秀 人 才 支 持 计 划 资 助 项 目
纳米 TiO２ 由 于 其 介 电 损 耗 特 性,具 有 一 定 的 电 磁吸波性能[７Ｇ９],本文将纳米 TiO２ 掺入粘土中,烧制成 具 有 吸 波 功 能 的 陶 粒 ,将 其 用 作 粗 集 料 ,再 在 水 泥 浆 体 中掺入一定量纳米 TiO２,制备得 到 复 合 吸 波 功 能 混 凝 土 ,同 时 研 究 了 电 磁 吸 波 性 能 和 物 理 力 学 性 能 等 .
本文使用的水泥为 P．O４２．５ 水 泥(矿 物 组 成 见 图 １的 XRD 图谱(谱 线 上)),砂 为 标 准 砂,纳 米 TiO２ 为 化学纯试剂(微观形貌见 图 ２,介 电 常 数 见 图 ３ 所 示), 烧制集料的粘土为普通粘土(矿物 组 成 见 图 １ 的 XRD 图 谱 (谱 线 下 )).
何 柳 等:复掺纳米 TiO２ 吸波剂和吸波功能集料的电磁吸波混凝土
文 章 编 号 :１００１Ｇ９７３１(２０１８)０１Ｇ０１１７３Ｇ０５
０１１７３
复掺纳米 TiO２ 吸波剂和吸波功能集料的电磁吸波混凝土∗
何 柳１,３,平 兵２,４,吕 林 女２,４,何 永 佳２,３
(１．中铁十一局集团第五工程有限公司,重庆 ４０００３０; ２．硅酸盐建筑材料国家重点实验室(武汉理工大学),武汉 ４３００７０; ３．武汉理工大学 材料科学与工程学院,武汉 ４３００７０;４．武汉理工大学 理学院,武汉 ４３００７０)
浅析Ca(OH)2对混凝土耐久性的影响
浅析Ca(OH)2 对混凝土耐久性的影响水泥加适量的水拌合后，立即发生化学反应。
水泥的各个组分开始溶解并产生了复杂的物理、化学与物理化学力学的变化,并形成一系列的水化产物。
Ca(OH)2是水泥熟料矿物的水化产物之一。
当C3S、C2S刚与水接触时，CaO和SiO2以在熟料矿物中相同的分子比进入溶液中,随着水化反应的进行，水泥石中凝胶状或近似无定形状的水化硅酸钙的数量逐渐增加，并相互搭结，最终形成水泥石的机械强度。
同时，溶液中石灰的浓度也不断增高，当溶液中的石灰浓度达到饱和状态时，Ca(OH)2 即以结晶体的形式析出。
Ca(OH)2 晶体从水泥石孔隙溶液中析出的过程是一个可逆过程。
若某种外界因素或内在原因导致水泥石孔隙溶液Ca(OH)2 浓度降低到饱和浓度以下时，Ca(OH)2晶体则会发生溶解，以补充溶液中消耗的Ca(OH)2 ，直至达到新的平衡。
由此可见，水泥石中的Ca(OH)2 是以两种形态存在的：以饱和石灰溶液的形态存在于水泥石的孔隙中；以Ca(OH)2晶体的形态存在于水化硅酸钙凝胶体等水化产物间或孔隙中。
在正常情况下，Ca(OH)2 的这两种形态在水泥石水化产物之间处于动态平衡状态。
水泥石中Ca(OH)2两种形态的动态平衡机制决定了水泥混凝土具有较高的力学强度和较好的稳定性、耐久性，同时也导致水泥混凝土的某些耐久性失效。
首先，Ca(OH)2混凝土稳定性的影响水泥熟料矿物与水发生水化反应后，能够生成具有胶结作用的水化硅酸钙、水化铝酸钙等，后者是水泥混凝土力学强度的主要来源。
因此，水化硅酸钙、水化铝酸钙的稳定存在是水泥混凝土具有力学强度和稳定性的前提。
研究表明，水化硅酸钙等水化产物稳定存在的必要条件是要有持续的碱性介质环境，而水泥石孔隙溶液可提供这一环境条件。
水泥石孔隙溶液中的碱性环境一部分来自孔隙溶液中碱金属的氢氧化物，但大部分来自于孔隙溶液中的Ca(OH)2 。
Ca2+、OH—的存在，既保证了各种水化产物的不断生成和稳定存在，又为它们间的相互转化提供了必要的介质条件。
水泥的硬化的化学原理是
水泥的硬化的化学原理是
水泥的硬化是一种化学反应，主要反应是水泥中的水化反应。
水泥的主要成分是含有CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3的物质，水泥中的硅酸钙(Ca3SiO5)、硅酸二钙(Ca2SiO4)和矾土(Ca2Al2O7)等物质与水发生反应生成水化产物。
在水化反应中，水和水泥中的成分发生化学反应，产生氢氧化钙（Ca(OH)2）和水化硅酸钙（C-S-H）凝胶。
这种凝胶的生成填补了水泥颗粒之间的空隙，增强了水泥的粘结性和强度。
Ca(OH)2和C-S-H凝胶在水泥中形成了细小的晶体结构，使水泥变得坚硬。
水泥的硬化过程是一个缓慢进行的反应，通常需要数天或数周。
一般情况下，水泥的初始硬化能在几小时内达到足够的强度以支撑自身的重量，但完全硬化通常需要更长的时间。
硬化过程还会受到环境温度、湿度和水泥成分等因素的影响。
纳米级水化硅酸钙晶种作为油井水泥促凝剂的研究
纳米级水化硅酸钙晶种作为油井水泥促凝剂的研究随着世界工业和生活水平的不断提高和发展，资源的利用和环境的保护已经成为人们关注的重要问题。
其中，油井水泥尤其涉及到人类能源需求和环境保护两个重要领域。
然而，传统的水泥材料在使用过程中存在着各种问题，如效果不稳定、易开裂、易出现渗漏等。
因此，研究高性能水泥材料已成为当前许多国家和科研机构的热点问题。
本文主要研究了纳米级水化硅酸钙晶种作为油井水泥促凝剂的应用。
水化硅酸钙（CSH）是水泥混凝土主要的胶凝材料之一，其晶种是促进水泥凝结反应的关键因素。
本研究利用水化硅酸钙晶种对混凝土进行了改良和优化，以期能够提高油井水泥的性能和可靠性。
实验过程中，我们采用了不同比例的纳米级水化硅酸钙晶种来促进水泥凝结反应。
通过对比实验数据，我们发现纳米级水化硅酸钙晶种能够显著提高水泥的强度、塑性和抗渗性能。
同时，相比于传统的水泥材料，利用纳米级水化硅酸钙晶种的水泥材料在使用过程中的稳定性和可靠性也得到了极大的提高。
本研究的结果表明，在油井水泥材料改良和优化方面，利用纳米级水化硅酸钙晶种作为促凝剂的方法是一种极为有效的选择。
纳米级水化硅酸钙晶种不仅能够提高水泥材料的性能和可靠性，同时也有助于保护环境、节约资源，是一种具有广泛应用前景的新型材料。
总之，本文通过对纳米级水化硅酸钙晶种作为油井水泥促凝剂的研究，为水泥材料的改良和优化提供了有益的理论基础和实验数据支持。
希望这一研究成果能够对国内外油井水泥材料的研究与开发起到积极促进作用。
同时，本研究也对纳米级水化硅酸钙晶种的制备方法、优化条件等进行了探索和研究。
实验结果表明，在一定条件下，制备纳米级水化硅酸钙晶种可以达到更好的效果。
这些研究成果不仅为深入探究纳米级水化硅酸钙晶种作为油井水泥材料的应用提供了更加完善的理论与实验基础，同时也可为相关领域的其他研究提供参考和借鉴。
在实际应用中，本研究提出的纳米级水化硅酸钙晶种和油井水泥材料的复合使用解决了传统水泥材料在油井一类特殊环境中表现不佳的问题。
描述含钙碱激发胶凝材料体系的反应过程
描述含钙碱激发胶凝材料体系的反应过程
含钙碱激发胶凝材料体系的反应过程是指在混凝土中加入激发剂（如钙碱激发剂），从而促进水泥水化反应的发生，加快混凝土的胶结硬化速度和提高强度。
该反应过程可以分为以下几个步骤：
1. 钙碱激发剂的溶解：将钙碱激发剂溶解在水中，形成激发剂溶液。
2. 激发剂与水化产物的反应：激发剂溶液与水化产物（如水泥矿物、硅酸盐等）发生反应，生成胶凝材料的晶体核心（如
C-S-H胶凝物质）。
3. 晶体核心的生长：晶体核心在水泥矿物的表面逐渐生长，并与其他存在的水化产物结合，形成一个更加坚固的胶结结构。
4. 反应产物的形成：随着时间的推移，反应不断进行，水泥胶凝材料不断形成。
一方面，激发剂的存在加速了胶凝材料的晶体生长和胶结硬化过程，提高了混凝土的早期强度；另一方面，激发剂的化学成分也会影响混凝土的后期性能，如延缓混凝土的收缩。
总的来说，含钙碱激发胶凝材料体系的反应过程可以通过激发剂溶解、与水化产物反应、晶体核心生长和反应产物形成四个步骤来描述。
这一过程可以加快混凝土的胶结硬化速度和提高强度，从而改善混凝土的性能。
混凝土中掺加纳米硅酸钙的原理与应用
混凝土中掺加纳米硅酸钙的原理与应用一、前言混凝土是一种常用的建筑材料，广泛应用于各种建筑结构中。
然而，混凝土的性能和耐久性往往受到环境、水泥品种、配合比等多种因素的影响，导致混凝土的强度、抗渗性、耐久性等方面存在一定的问题。
为了改善混凝土的性能和耐久性，近年来研究人员引入了纳米材料来掺和混凝土中。
其中，纳米硅酸钙是一种常用的掺和材料，可以显著提高混凝土的性能和耐久性。
本文将详细介绍混凝土中掺加纳米硅酸钙的原理和应用。
二、纳米硅酸钙的特点纳米硅酸钙是一种纳米材料，其粒径一般在10-100纳米之间。
与传统的硅酸钙相比，纳米硅酸钙具有以下特点：1. 高比表面积：纳米硅酸钙的比表面积很大，可以达到100-200平方米/克，这使得纳米硅酸钙能够与水泥中的钙离子反应，形成较稳定的化合物，从而提高混凝土的强度和耐久性。
2. 改善水泥水化反应：纳米硅酸钙可以促进水泥的水化反应，形成更多的水化产物，从而提高混凝土的强度和耐久性。
3. 降低水泥用量：掺加纳米硅酸钙可以降低混凝土中的水泥用量，降低成本，同时还可以减少混凝土的碳排放。
4. 改善混凝土性能：纳米硅酸钙可以改善混凝土的性能，例如提高抗渗性、抗冻性、耐久性等。
三、混凝土中掺加纳米硅酸钙的原理混凝土中掺加纳米硅酸钙的原理主要包括以下几个方面：1. 纳米硅酸钙与水泥反应：纳米硅酸钙可以与水泥中的钙离子反应，形成硅酸钙水化物和氢氧化钙等产物，这些产物可以填充混凝土中的空隙，提高混凝土的致密度和强度。
2. 纳米硅酸钙与水泥中的硅酸盐反应：纳米硅酸钙可以与水泥中的硅酸盐反应，形成较稳定的化合物，例如水合硅酸钙、水硅酸钙等，这些化合物可以提高混凝土的强度和耐久性。
3. 纳米硅酸钙的填充效应：纳米硅酸钙具有高比表面积和良好的填充性能，可以填充混凝土中的空隙，提高混凝土的致密度和强度。
4. 纳米硅酸钙的催化作用：纳米硅酸钙可以催化水泥的水化反应，形成更多的水化产物，从而提高混凝土的强度和耐久性。
水泥水化反应资料
水泥水化反应资料
水泥的水化反应
2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)2
2(2CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2
3CaO.Al2O3+6H2O→3CaO.Al2O3.6H2O
4CaO.Al2O3.Fe2O3+7H2O→3CaO.Al2O3.6H2O+CaO.Fe2O3.H2O
部分水化铝酸钙与石膏作用产生如下反应：
3CaO.Al2O3.6H2O+3(CaSO4.2H2O)+19H2O→3CaO.Al2O3.3CaSO4. 31H2O
主要水化产物：
水化硅酸钙凝胶70%
水化铁酸钙凝胶
水化铝酸钙晶体
氢氧化钙晶体20%
水化硫铝酸钙晶体7%
石膏的缓凝作用在于：
水泥的矿物组成中铝酸三钙水化速度最快，铝酸三钙在饱和的石灰——石膏溶液中生成溶解度极低的水化硫铝酸钙晶体，包围在水泥颗粒的表面形成一层薄膜，阻止了水分子向未水化的水泥粒子内部进行扩散，延缓了水泥熟料颗粒，特别是铝酸三钙的继续水化，从而达到缓凝的目的。
水泥稳定煤矸石混合料路用性能分析
水泥稳定煤矸石混合料路用性能分析作者：***来源：《西部交通科技》2023年第11期摘要：针对目前我国煤矿开挖中存在的大量煤矸石利用率低等问题，文章提出了利用废弃煤矸石替代路基粗骨料的方法。
采用无侧限抗压强度、抗拉强度和冻融试验研究不同掺量水泥稳定煤矸石混合料的路用性能，并采用XRD对水泥煤矸石混合料进行化学成分结构研究。
试验结果表明，当水泥掺量为5%时，混合料强度可以达到4.16 MPa，且抗拉强度与水泥掺量呈正比。
通过采用XRD研究發现，水泥稳定煤矸石过程中可生成大量胶凝物质。
研究结果可为水泥稳定煤矸石混合料的应用研究提供参考。
关键词：水泥；煤矸石；路用性能；研究分析0引言煤矸石是一种在煤矿生产和开挖中产生的灰白色固体废料，且是一种与煤炭共生的物质。
煤矿开采时所排放的煤矸石占全部煤矿总量的10%～25%［1］。
随着采煤量的逐年增加，煤矿开采产生的煤矸石不能得到合理利用，导致煤矸石储量逐年增加，占用土地和污染问题不容忽视［2］。
目前，国内外虽然对煤矸石的综合利用进行了研究，但缺少对水泥稳定煤矸石混合基层的力学性能、抗冻性能和化学成份的研究，严重限制了煤矸石的大规模应用［3］。
为此，本文从水泥稳定型煤矸石混合料路用特性入手，对其力学发展规律进行了探讨，并对其强度形成机制进行了分析，可以为今后在高等级路面上推广水泥稳定煤矸石基层的应用提供一定的理论依据。
1 试验材料与方法1.1 水泥性能试验使用的水泥为惠县拜泉生产的P.O 42.5水泥。
该水泥细度为4.12%，正常稠度为28.5%，初凝时间为215 min，终凝时间为525 min。
水泥浆3 d抗裂及抗压强度分别为4.8 MPa 和24.5 MPa；水泥凝胶砂28 d抗裂抗压强度分别为7.5 MPa和44.8 MPa，均满足路面基层施工规范要求［4］。
1.2 煤矸石骨料煤矿使用的煤矸石来自河南省焦作市。
煤矸石以灰色、白色为主，在煤矸石以外的部分则呈现出棕红色。
纳米材料在油井水泥中的应用进展
纳米材料在油井水泥中的应用进展宋建建;许明标;王晓亮;周俊;吴宇萌【摘要】纳米材料具有粒径小、表面能大、比表面积大的特点,将其添加到油井水泥中制备成性能优异的固井水泥浆是国内外研究的热点.介绍了纳米材料在油井水泥中的作用,包括促进水泥水化、改善油井水泥石力学性能、降低水泥石渗透率和孔隙度、提高水泥石耐温性、提高浆体稳定性等;并对目前在油井水泥中应用的纳米碳材料、纳米矿粉、纳米金属氧化物三类纳米材料进行了详细分析,重点阐述了纳米二氧化硅、纳米重晶石粉、纳米沸石粉、埃洛石纳米管、纳米黏土、纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化铁、碳纳米管/碳纳米纤维、石墨烯纳米片在油井水泥中的应用进展及作用机理.最后指出了纳米材料在油井水泥应用中存在的问题,提出未来需要在纳米材料分散性、对油井水泥性能的双重影响及应用成本方面进一步探索和研究.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)019【总页数】8页(P141-148)【关键词】纳米材料;纳米粒子;油井水泥;固井;纳米二氧化硅【作者】宋建建;许明标;王晓亮;周俊;吴宇萌【作者单位】长江大学石油工程学院,武汉430100;长江大学石油工程学院,武汉430100;非常规油气湖北省协同创新中心(长江大学),武汉430100;非常规油气湖北省协同创新中心(长江大学),武汉430100;长江大学石油工程学院,武汉430100;长江大学石油工程学院,武汉430100【正文语种】中文【中图分类】TE39油气井固井就是将水泥浆注入环空(井壁与套管之间)的过程,目的是为了实现层间封隔、支撑和保护套管[1]。
油井水泥是固井材料的主要组成部分，形成的水泥石是有先天微观缺陷的脆性材料,并存在抗拉强度低、抗破裂性能差等固有缺陷[2—4]。
油气井开发过程中，井下水泥环的破坏必然减弱或失去封隔地下油、气、水层的作用,造成层间窜流并腐蚀套管,严重时会使油气井报废。
为了成功地进行层间封固，水泥环应具有一些重要的性能，包括低渗透性、高早期抗压强度、良好的抗拉强度等性能，并能抵抗一定的井内载荷影响。
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第31卷第5期硅酸盐学报Vol.31,No.5 2003年5月JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Ma y,2003简 报纳米SiO2与水泥硬化浆体中C a(OH)2的反应叶 青1,张泽南2,陈荣升1,马成畅1(11浙江工业大学建工学院,杭州 310014;21浙江工业大学理学院,杭州 310014)摘 要:应用XRD物相分析和强度试验对纳米SiO2与水泥硬化浆体中Ca(OH)2的反应进行了研究,从该体系中得到的纳米SiO2为无定形的物质。
纳米SiO2与Ca(OH)2(晶体粉末)的反应至少始于1h龄期,而且在3d龄期内反应速度较快;在掺质量分数为3%纳米SiO2的条件下,纳米SiO2能明显地降低在水泥硬化浆体和骨料界面中Ca(OH)2晶体的取向性,明显地减小界面Ca(OH)2晶粒的尺寸,并能减少界面Ca(OH)2晶体的含量,特别是在早期就能改善界面。
纳米SiO2能明显地提高水泥硬化浆体的强度,特别是早期强度。
关键词:纳米氧化硅;;相互作用;界面;水泥中图分类号:TU528 文献标识码:A 文章编号:0454-5648(2003)05-0517-06INTERACTION OF NAN O2SiO2WITH PORT LAN DITE AT INTERFACEBETWEEN HAR DENE D CEMENT PASTE AN D AGGREG ATEY E Qing1,ZHA N G Zenan2,CHEN Rongshen1,MA Chengchang1(11College of Architecture&Civil Engineering,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014;21Department of Physical,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014,China)Abstract:Interactions of nano2SiO2with portlandite were studied by XRD,SEM/EDAX and the method for compressive strength of hardened paste as well.Results indicate that nano2SiO2is an amorphous substance.The reaction between nano2SiO2and portlandite started from the first hour and the reaction velocity is quicker within3days.When nano2SiO2of3%(in mass)is added to portlandite the crystalline orientation degree,the crystalline size and the content of portlandite at the interface between hardened cement paste and aggregate,are obviously decreased at early ages.The compressive strength is also increased at the same time.The aim of this re2 search is to improve the interface structure and effectively to absorb portlandite formed at early ages by adding a small amount of nano2 SiO2.K ey w ords:nano2silicon dioxide;portlandite;interaction;interface;cement 普通水泥本身的颗粒粒径相对较粗,通常在7～150μm。
但在其水化充分的水泥硬化浆体中,约占质量分数为70%的水化产物———水化硅酸钙凝胶的尺寸却在纳米级范围,其比表面积约为180m2/g,平均粒径约为10 nm[1,2]。
在通常的水泥硬化浆体中还存在着许多缺陷,诸如随水灰比的增加硬化浆体的密实度降低,存在着一定数量的大孔、毛细孔和凝胶孔;同时在水泥硬化浆体和骨料界面中易富集Ca(OH)2晶体。
混凝土的力学性能和耐久性能收稿日期:2002-08-05。
修改稿收到日期:2002-12-21。
基金项目:浙江工业大学科学研究中心资助项目。
作者简介:叶 青(1960～),博士,教授。
主要取决于水泥硬化浆体的结构和性能、骨料的性能以及界面的结构和性能。
近25年来,人们开发和使用高效减水剂和细掺合料对水泥硬化浆体的细观结构和界面的细观结构做了许多改进性的研究工作,从而使水泥混凝土从低强到高强,从一般性能到高性能,从高性能到超高性能。
例如:(1)使用高效减水剂的低水灰比的水泥硬化浆体,减水剂可大幅度地降低混凝土的水灰比,从而可降低水泥硬化浆体中和界面过渡区中的孔隙率;(2)掺加细掺合料(硅粉、超细R eceived d ate:2002-08-05.Approved d ate:2002-12-21. Biography:YE Qing(1960—),doctor,professor.E-m ail:zhzenan@矿渣和粉煤灰)的水泥硬化浆体,硅粉等起着作为堵塞孔隙的填料和与水化时放出的Ca (OH )2发生化学反应生成水化硅酸钙凝胶的作用,同时还能细化Ca (OH )2晶粒,降低界面Ca (OH )2的取向程度;(3)掺石灰石粉的水泥硬化浆体[1],对于水化硅酸钙凝胶相和钙矾石相的生成CaCO 3微粉表面可起到晶核的作用;(4)无宏观缺陷的水泥硬化浆体(MDF );(5)活性细骨料混凝土。
由此可知,这些已有的研究成果都为今天应用纳米技术改性水泥基材料的研究奠定了基础。
早在1993年英国著名水泥化学家Taylor[3]就阐明了水泥硬化浆体中的水化硅酸钙凝胶具有纳米结构,以唤醒人们对之进行进一步的改进。
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[4,5],研究纳米S iO 2与水泥硬化浆体中氢氧化钙的作用,期望能进一步改善水泥基材料的微观结构,以显著地提高其物理力学性能和耐久性。
1 实 验1.1 原 料(1)42.5级普通水泥(C ),杭州水泥厂出品。
(2)氢氧化钙(CH )晶体粉末,分析纯试剂,Blaine 比表面积为340m 2/kg 。
(3)纳米S iO 2(NS ),舟山明日纳米材料有限公司产品,其S iO 2含量的质量分数为99.9%,平均粒径为15nm ,比表面积为160m 2/g ,密度为2.12g/cm 3,松堆密度为0.22g/cm 3。
(4)水溶性三聚氰胺树脂减水剂(SM ),市售,密度为1.2g/cm 3,减水率为20%,含固量的质量分数为30%。
(5)水H 2O (W ),拌合和养护用水为当地自来水。
1.2 试样制备与测试方法1.2.1 纳米S iO 2与Ca (OH )2(粉末)反应的试样制备 在纳米S iO 2-Ca (OH )2-H 2O 系统中为了制成标准稠度的浆体和形成水化硅酸钙凝胶(3CaO ・2S iO 2・3H 2O ),故Ca (OH )2、纳米S iO 2和水3者的质量配合比例(见表1)为100∶54∶80。
先将纳米S iO 2和Ca (OH )2粉末在多功能食品粉碎机(12000r/min )中充分混合2次,每次为15min ,然后借用水泥净浆搅拌机按标准(G B/T 1346-1989)方法制成标准稠度的浆体。
1.2.2 纳米SiO 2与水泥硬化浆体中Ca (OH )2反应的试样制备 掺纳米SiO 2的水泥净浆的质量配合比例见表2。
在水胶比(质量比)恒定为24∶100和减水剂掺量质量分数为3%的条件下,先将纳米SiO 2和水泥在多功能食品粉碎机中充分混合2次,每次为15min ,然后借用水泥净浆搅拌机按标准方法将掺纳米SiO 2的水泥试样制成标准稠度的浆体。
并用标准稠度测定仪和凝结时间测定仪分别测定净浆的稠度和凝结时间(G B/T 1346-1989)。
表1 由纳米SiO 2,C a(OH )2和水制成的浆体的配合比例及其抗压强度T able 1 Mixture proportion of paste m ade from nano 2SiO 2,C a(OH )2and w ater ,and compressive strength of its hardened pastePaste sampleMixture proportion in mass CH NS H 2O Compressive strength /MPa 12h 1d 3d 7d 14d 28d 60d A10054802.37.49.511.812.314.116.5表2 掺纳米SiO 2水泥浆体的配合比例及其物理性能和抗压强度T able 2 Mixture proportion ,consistency and compressive strength of cement paste m ade from cement ,nano 2SiO 2and w aterSampleMixture proportionin mass fraction/%CNS W SM Consistency/mm Setting timeInitial Final ΔtCompressive strength /MPa ,(%)31d 3d 28d 60dB010********h 57min 4h 23min 1h 26min 48.9,(100)61.1,(100)79.2,(100)94.9,(100)B1991223282h 57min 4h 05min 1h 08min 49.2,(101)71.6,(117)94.7,(120)101.6,(107)B3973223262h 48min3h 40min0h 52min52.0,(106)82.2,(135)98.8,(125)105.8,(111)3 At some ages the ratio between characteristic of sample B1or B3and that of sample B0in percentage.1.2.3 养护 所有制备好的试样先在温度为(20±3)℃和相对湿度大于90%的湿空气中养护24h ,脱模后在温度为(20±1)℃的水中继续养护。