预聚时间对CE／nano—SiO2型粘结片性能的影响

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纳米二氧化硅对聚合物凝胶强度的影响

采用 HAAKERS6000流变仪、一维驱替装置研究了纳米二氧化硅对凝胶溶液和成胶后的凝胶的弹性模量、黏性
模量、屈服值和封堵性能的影响结果表明：随着纳米二氧化硅在凝胶配方中的质量分数从0 增加至 4% , 凝
胶溶液黏度从86 mPa，S逐渐增加至141mPa_S, 凝胶溶液的弹性模量从13.5 P a 增加至 20 P a、黏性模量由5.4 Pa
第 50卷第5 期 2021年 5 月
当代化工 Contemporary Chemical Industry
Vol.50，No.5 May，2021
纳米二氧化硅对聚合物凝胶强度的影响
汪成
(中海油田服务股份有限公司油田生产事业部，天津 300459)
摘
要：为揭示纳米二氧化硅对聚合物凝胶强度的影响，通过改变纳米二氧化硅在凝胶溶液中质M分数，
1.0
1
1.5
1
2.0
1
2.5
1
3.0
1
4.0
乙酸铬质量分
数/% 0.125 0.125 0.125 0.125
0.125 0.125 0.125 0.125
黏度/ mPas
86
97
102 110
116 125 137 141
弹性黏性模量/Pa 模量/Pa
13.5
5.4
14.0
5.5
14.8
5.8
1 . 2 . 1 不同质量分数纳米二氧化硅凝胶溶液的配制将水加人烧杯中，启动搅拌器，搅拌速率
2 0 0 0 「min' 首先加人纳米二氧化硅颗粒，然后快速加人部分水解聚内烯酰胺，搅拌 40 m in 后静置 4 h 待用。 1.2.2凝胶溶液流变性质的测定

超声预处理对纳米SiO2的分散稳定性影响

超声预处理对纳米ＳｉＯ２的分散稳定性影响
刘春玲， Βιβλιοθήκη 严芬英，赵春英（沈阳理工大学环境与化学工程学院，辽宁沈阳１１０１５９）摘要：通过超声预处理法对纳米ＳｉＯ在水中分散稳定性影响因素进行了研究，获得了较佳的超声
ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＰｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＮａｎｏ－ＳｉＯ２Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ
ＬＩＵＣｈｕｎｌｉｎｇ，ＹＡＮＦｅｎｙｉｎｇ，ＺＨＡＯＣｈｕｎｙｉｎｇ
稳定性进行了评价。扫描电子显微镜分析结果表明，ＫＨ５７０与六偏磷酸钠复配与超声波预处理相结合的方法对纳米ＳｉＯ，有较好的改性效果。
关键词：超声预处理；纳米ＳｉＯ２；硅烷偶联剂；改性；分散稳定剂中图分类号：ＴＱ１２７．２文献标识码：Ａ
ｗｅｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｏｐｔｉｍｕｍｔｅｃｈｎｉｑｕｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｐｏｗｅｒｗａｓ１８０Ｗ，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｉｍｅｗａｓ３０ｍｉｎａｎｄｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓ３５ｏＣ．Ｔｈｅｏｐ —

二氧化硅纳米颗粒对碳纤维与环氧树脂基体粘合强度的增强

第22卷第324期2007年8月实　验　力　学J OU RNAL OF EXPERIM EN TAL M ECHANICSVol.22No.324Aug.2007文章编号:100124888(2007)03&0420359208二氧化硅纳米颗粒对碳纤维与环氧树脂基体粘合强度的增强3蒋震宇1,张　晖2,刘　生2,张　忠2(1.Institute for Composite Materials,University of Kaiserslautern,Erwin2Schroedinger Str.58,67663Kaiserslautern,Germany;2.国家纳米中心,北京100080,中国)摘要:纤维与基体的粘合强度是决定纤维增强高分子复合材料性能的关键因素。

本文采用横向纤维束拉伸实验的方法研究了碳纤维与经过纳米颗粒改性的环氧树脂基体间的粘合强度。

平均直径为25纳米的二氧化硅纳米颗粒用特殊的溶胶-凝胶法引入环氧基体(由Hanse ChemieA G提供),可以达到很高的含量,同时保持较为理想的分散状态。

实验结果表明,二氧化硅纳米颗粒对于碳纤维与改性环氧基体的粘合强度有显著的增强效应。

当纳米颗粒含量为14vol.%时,横向纤维束拉伸的断裂强度相比纯环氧基体提高了104%。

通过对横向纤维束拉伸样品断裂面的扫描电镜观察,以及二氧化硅纳米颗粒改性环氧树脂基体材料的力学性质的测量,可以发现横向纤维束拉伸的断裂强度与改性环氧基体本身的断裂韧性之间存在良好的相关性。

由此可推测纳米颗粒对环氧树脂基体材料的增韧是碳纤维与基体间界面增强的一个重要原因。

关键词:高分子复合材料;碳纤维;粘合强度;纳米颗粒;断裂韧性中图分类号:TQ323;TB383 文献标识码:A0　引言碳纤维增强高分子复合材料结合了碳纤维密度小(1.70～1.80g/cm3)、强度高(1200～7000 M Pa)、模量高(200～400GPa)和高分子材料的易于加工、可回收利用以及良好的耐腐蚀性等优点,作为结构材料在航空、航天、汽车、建筑和体育运动器材等高性能产品中得到广泛的应用。

含纳米二氧化硅的聚乙烯改性沥青混合料疲劳和力学性能研究

化工与材料工程河南科技Henan Science and Technology总第874期第3期2024年2月收稿日期：2023-07-26作者简介：陈亮亮（1981—），男，本科，工程师，研究方向：道路桥梁建设与管理。

含纳米二氧化硅的聚乙烯改性沥青混合料疲劳和力学性能研究陈亮亮（河南交控建设工程有限公司，河南郑州 450000）摘要：【目的】通过制备不同纳米二氧化硅掺量的复合改性沥青来研究纳米二氧化硅对聚乙烯改性沥青混合料性能的影响。

【方法】通过四点弯曲疲劳试验、劲度模量试验、间接拉伸强度试验来分析纳米二氧化硅复合改性沥青混合料的性能。

【结果】试验结果表明：当纳米二氧化硅掺量从1%增加到4%时，混合料的疲劳寿命、劲度模量和间接拉伸强度先增大后减小；当纳米二氧化硅掺量为3%时，混合料在20 ℃和30 ℃时的疲劳性能均最优；当纳米二氧化硅掺量为2%时，劲度模量和间接拉伸强度最优，且短期老化后的间接拉伸强度降幅最小。

【结论】综合考虑各项性能指标，纳米二氧化硅的最佳掺量为2%~3%，此时复合改性沥青混合料疲劳和力学性能可提高40%以上。

关键词：道路工程；纳米二氧化硅；PE 改性沥青；混合料；疲劳性能；力学性能中图分类号：U414 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2024）03-0078-04DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2024.03.016Research on Fatigue and Mechanical Properties of Polyethylene Modified Asphalt Mixture Containing Nano-SilicaCHEN Liangliang(Henan Jiaokong Construction Engineering Co., Ltd., Zhengzhou 450000,China)Abstract: [Purposes ] The effect of nano-silica on the performance of polyethylene modified asphalt mix⁃ture was studied by preparing composite modified asphalt with different nano-silica content.[Methods ] The performance of nano-silica composite modified asphalt mixture was analyzed by four-point bending fatigue test, stiffness modulus test and indirect tensile strength test.[Findings ] The test results showed that when the content of nano-silica increased from 1% to 4%, the fatigue life, stiffness modulus and in⁃direct tensile strength of the mixture increased first and then decreased. When the content of nano-silica is 3%, the fatigue performance of the mixture is optimal at 20 °C and 30 °C. When the content of nano-silica is 2%, the stiffness modulus and indirect tensile strength are the best, and the decrease of indirect tensile strength after short-term aging is the smallest.[Conclusions ] Based on the comprehensive perfor⁃mance indicators, the optimum content of nano-silica is 2%~3%, and the fatigue and mechanical proper⁃ties of the composite modified asphalt mixture can be increased by more than 40%.Keywords: road engineering; nano-silica; PE modified asphalt; mixtures; fatigue performance; mechani⁃cal properties0 引言由于纳米材料添加剂具有比表面积大、分散能力强、强吸附性、高稳定性、高化学纯度等优点，因此被用于制备高性能耐久的复合改性沥青及沥青混合料［1-2］。

PP(纳米SiO2)复合材料的研究

PP/纳米SiO2复合材料的研究摘要：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地研究。

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。

关键词：聚丙烯; 纳米SiO2;力学性能聚丙烯(PP)作为通用塑料，由于冲击强度低、耐低温韧性差、制品成型收缩率大等原因，限制了其进一步的使用和发展。

近年来对PP改性的研究较多，大部分在PP增韧方面有了突破性进展，但在冲击韧性得到改善的同时却以牺牲其他方面性能作为代价，如强度[1]。

有关无机纳米级粒子填充聚合物的理论和应用研究[2-8]表明，无机纳米粒子可同时增强、增韧聚合物。

然而纳米粒子具有较高的表面能而极易团聚，而且与PP基体的极性相差大，相容性差，从而大幅度劣化PP复合材料的物理机械性能。

目前提高纳米粒子在干态下的分散性，使其更均匀地分散在聚合物基体中成为无机纳米粒子改性PP研究的又一热点[9,10]。

本文通过力学性能测试、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性的研究。

1 实验部分1.1 主要原料聚丙烯（PP）, T30S，独山子石化公司；纳米SiO2 (平均粒径20nm)，浙江舟山纳米材料股份有限公司；硅烷偶联剂(KH560)，杭州沸点化工有限公司。

1.2主要仪器和设备同向双螺杆混炼挤出机（TSE-40A），南京瑞亚高聚物设备有限公司；塑料注射成型机（CJ80MZ-NCⅡ），震德塑料机械厂有限公司；液晶式摆锤冲击试验机（ZBC-4B），深圳市新三思计量技术有限公司；微机控制电子万能试验机（WDW-10C），上海华龙测试仪器公司；扫描电子显微镜（KYKY-2800B SEM），北京中科科仪技术发展有限责任公司；差示扫描量热仪（DSC Q10），TA Instruments。

纳米二氧化硅对白水泥基3D打印材料结构变形、流变及力学性能的影响

第 40 卷第 6 期 2021 年 6 月
硅酸盐通报
BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY
Vol. 40 No. 6 June,2021
纳米二氧化硅对白水泥基 3D 打印材料结构变形、流变及力学性能的影响
金源1,徐嘉宾1,孙登田2,陈明旭1,黄永波1,芦令超1,程新1
JIN Yuan1 , XU Jiabin1 , SUN Dengtian2 , CHEN Mingxu1 , HUANG Yongbo1 , LU Lingchao1 , CHENG Xin1
(1. Shandong Provincial Key Laboratory of Preparation and Measurement of Building Materials, University of Jinan, Jinan 250022, China; 2. Shandong Provincial Township Enterprise Quality Supervision and Inspection Centre of Building Materials, Taian 271000, China)
1856 3D 打印水泥基材料
硅酸盐通报
第 40 卷
0 引言
3D 打印作为智能制造技术中极为重要的一部分,已经被成功应用在陶瓷、高分子材料等领域[1-2] 。然而,其在建筑材料领域的发展仍处于起步阶段[3-4] 。与传统建筑成型工艺相比,3D 打印技术是基于数字化的三维模型,将材料通过螺杆搅拌挤出和层层叠加打印的方式来获得三维实体结构[5] 。建筑材料 3D 打印具备很多优点,包括:①建造速度快,可以缩短工期;②打印异形结构,定制化强;③减少扬尘的产生,保护环境; ④减少人工的使用,降低成本[6] 。

预烧结对反应烧结多孔氮化硅陶瓷性能的影响

１０
（）１
式中，表示气孔率为０时材料的介电常数；气。Ｐ是孔的体积分数；表示气孔的体积分数为Ｐ时的介电常数。但气孔的存在同时也影响了其机械强度，限制了它的应用范围。抗弯强度被广泛用来表征材料机械性能。陶瓷材料的抗弯强度受晶粒大小、气孔率、和表面状态等因素的制约。气孔率对陶瓷材
料强度的关系可由下式表示：
ｏ／＂＝ｅ “ ＇ｏｎ一（２）
化硅陶瓷烧结体的机械强度。结果表明，随着预烧结温度的增高和时问的加长，结体的强度明烧显提高，电常数￡和介电损耗ｔ８都有小幅度介ａｎ
基金项目：国家自然科学基金（０００６资助。９３５１）作者简介：徐洁（９０）女，１８－，博士，Ｅｍｉｆｇ（－ａ）ｌｌａｉ１３。。６．。＠
的。
目前，高反应烧结氮化硅的强度有许多途径，提
例如等静压，烧结等工艺，重但是这些工艺不利于制
备尺寸精度要求高的制品，而预烧结可以解决这方
面的缺点。
由于多孔的反应烧结氮化硅陶瓷含有较高的气孔率（文烧结体试样气孔率高达５％左右）根据本５，Ｂｕｇｍｎ的等效介质理论，孔的存在能有效ｒｇｅａ ’ 气地降低试样的介电常数，者间的关系可由下式表两

聚氨酯预聚物对沉淀法SiO2表面改性的研究

（．南理工大学材料科学与工程学院１华
广州５０４）１６０
（．国ＢＳ２德ＡＦ聚氨酯（国）限公司广州５１５）中有１４８
摘
要：以端ＮＯ基聚氨酯预聚物（Ｕ）改性剂对沉淀法二氧化硅（ｉ，进行了有机湿法改ＣＰＢ为ＳＯ）
Ｎｎ—Ｓ０型纳米粒度及Ｚｔ位分析仪，国ａｏＺ９ｅａ电英Ｍａｅ公司；Ｑ１超声波清洗器，山市超声ｌｍｖＫ２８型昆
仪器有限公司。
１３实验方法．１３１ＰＢ改性ＳＯ２．．Ｕｉ
用，本研究尝试将其用作沉淀法ＳＯ的改性剂。ｉ：
轮胎的滚动阻力，同时不损失其抗湿滑性。但是，沉
１实验部分
１１实验原料．
沉淀法ＳＹ一０）工业级，固赛嘉联ｉ（Ｈ１Ｂ，Ｏ８德
（平）限公司；苯，析纯，州化学试剂厂；南有甲分广端ＮＯ基聚氨酯预聚体ＰＢ（Ｃ的质量分数为ＣＵＮＯ５３％）工业级，国ＢＳ．７，德ＡＦ聚氨酯（国）限公中有
性，同时用硅烷偶联剂Ｓ６ｉ９改性ＳＯ进行了对比实验。采用傅里叶变换红外光谱（一ｉ：丌ＩＲ）、扫描
电子显微镜（Ｅ、重分析（Ｇ、光粒度分析等方法对改性前后ＳＯ粒子的结构、面形貌ＳＭ）热ＴＡ）激ｉ表及性能进行了表征。结果表明，ＵＰＢ与沉淀法Ｓｉ表面的羟基发生了反应，Ｏ成功实现了对Ｓ的ｉＯ

热固性树脂／纳米SiO2复合材料性能影响因素的分析

复合材料性能影响因素进行了分析。
关键词
热固性树脂；纳米ｓ２复合材料；面；结晶结构；学性能ｉ；０界力
中图分类号：２ＴＱ３０
文献标识码：Ａ
文章编号：Ｏ９５９（０２Ｏ —０６０１０—９３２１）１０１－６
ＡｎｌｓｓｏａｔｒｆｃｉａｙｉｆＦｃｏｓＡｆｅｔ
ｔｅＰｒｏｒａｃｆｔｅＴｈｒｓｔｉｈｅｆｍｎｅｏｈｅｍｏｅｔ
ＲｓｎＮｎｉ２Ｃｍｐｓｔｔｒｌｅｉ／ａｏＳ０ｏｏｉＭａｅｉｓｅａ
’ ７Ｇａ＼『ｎ
（ｅＥｎｉｎｎａｕｅｖｓｎＤｅａｔｎｆ ’ｎＣｔ， ’ｎ７０６，ＣｉａＴｈｖｒｍｅｔｌｐｒｉｉｐｒｍｅｔａｉＸｉａ１０８ｈｎ）ｏＳｏｏＸｉｙ
Ａｓｒｃ：ｏｅｔｅｍｏｅｔｇｒｓ／ａｏＳＯｏｏｉｔｒｌ，ｔｏｓｓｅｈｂｉｕｌｕｌａｂｔｔＦｒｔｈｒｓｔｉｅｉｎｎｉ２ｍｐｓｅｍａｅｉｓｉｐｓｅｓｓｔｅｏｖｏｓｎｃ — ａｈｎｎｃｔａｙｅ
ｉｔｒａｅｉｔｒｃｉｎｂｔｅｈｒｏｅｔｇｒｓｎａｄｎｎｉ．ＴｈａｔｒｆｅｔｇｔｅｐｒｏｍａｃｎｅｆｃｎｅａｔｅｗｅｎｔｅｍｓｔｉｅｉｎａｏＳ０２ｏｎｅｆｃｏｓａｆｃｉｈｅｆｒｎｅｎ
摘要

纳米SiO2界面处理对CE基复合材料静态力学性能的影响

中图分类号：Ｂ３Ｔ３２文献标识码：Ａ文章编号：０１３３（０２０ —０３０１０．５９２１）２０８．６
ＥｆｃｆｃｏｉｇｏｔｒａｅｒａｍｅｔｅｈｏｏｙｏａｉｔｔｆｔＡｎｈｒｆｎｅｆｃｅｔｎｃｎｌｇｎＱｕｓｓｉｅｏｎＩＴＴ —ａｃ
复合材料的冲击强度增幅５．；曲强度增幅为４．６４弯％４％。当Ｍ一２２的添加量为４时，合材料的冲击强度增幅为％复
８．；曲强度增幅为５．％。经过锚固处理后，９０弯％３８纳米ＳＯ颗粒团聚程度减小，ｉ在高分子有机相中的分散更均匀。关键词：纳米ＳＯ，氰酸酯树脂；固；ｉ；锚偶联剂；静态力学性能；理机
ｏＢｏｔａｏＳＯ２ｐｒｉｌｓｗａｃｉｖｄｂｒｆｎｎｏｎｎ — ｉｔＢＮ．ｈｎｈｒｎｆＢｗａｏｆｍｅｙｆＡＩＮｎｏｎｎ－ｉａｃｅｓａｈｅｅｙｇａｔｇｏｔａｏＳＯ２ｗｉＡＩｔｉｈＴｅａｃｏｉｇｏＡＩＮｓｃｎｒｄｂｉ
Ｗｅｓｕｉｄｔｅｉｆｅｃｆｔｅｍａｅｉｌｉｔｒａｅｓｒｃｒｎｔｅｓａｉｃａｉｓｐｒｏｍａｃｆｎｎｍｅｅｉ／ＣｃｍｐｓｔｔｄｅｌｎｅｏｔｒｎｅｆｃｔｕｔｅｏｈｔｔｍｅｈｎｃｅｆｒｎｅｏａｏｔｒＳＯ２Ｅｏｏｉｈｎｕｈａｕｃｅ
ＭｅｈａｉａｏｒｙｏｍｐｏｉｅＭａｅｉｌｃｎｃｌＰｒｐｅｔｆＣｏｓｔｔｒａ

SiO2气凝胶力学性能的影响因素及改善方法

万方数据２０２助锨材料２０１０年增刊ＩＩ（４１）卷重要因素之一［引。

在酸性条件下，硅酸单体的慢缩聚反应形成了聚合物状态的硅氧键，溶胶趋于向线型结构生长，形成弱交联、低密度的网络结构。

而在碱性条件下，硅酸单体迅速缩聚生成致密的胶体颗粒，颗粒之间通过硅氧键桥互相联接，形成孑Ｌ隙率高、中：ｆＬ孑Ｌ径大的网络结构。

因此，在酸性催化的条件下形成的ＳｉＯ：气凝胶材料的韧性较好，但收缩率较大，容易形成致密的结构，使气凝胶的孔隙率降低，密度增大。

碱性条件下制得的凝胶收缩程度较低，能较好地保持多孔结构，但是凝胶的脆性较大。

因此，恰当地控制溶液的酸碱度可有效控制凝胶的网络结构，有利于制得结构较均匀、强韧性较好的ＳｉＯ：气凝胶。

３．２组分配比的影响反应物的组分配比尤其是水和醇等溶剂在反应体系中所占的比例是影响气凝胶材料纳米孔结构的主要因素，并影响气凝胶材料的宏观密度。

水用量影响气凝胶缩裂程度，适量的水能够促进水解，加强网络结构；但随着水量的增加，凝胶在干燥过程中的缩裂程度增大［７］，而且随着水量增加气凝胶的抗压强度和弯曲强度减小。

乙醇溶剂可促进正硅酸乙酯与水的互溶，加速反应。

但乙醇不直接参与溶胶一凝胶反应，而是作为一种稀释剂在凝胶网络孑Ｌ隙中占据一定的体积，调节凝胶孔隙率和孔径分布。

乙醇量较多时，所得的气凝胶密度小、脆性大；乙醇量过少会使水与ＴＥＯＳ不能完全互溶，得到的凝胶结构不均匀。

３．３反应温度及时间的影响反应温度的高低影响溶胶一凝胶过程的反应速率。

当温度较高时反应速率较大，凝胶时间较短，但反应温度过高（如超过７０℃）时，反应过快使形成的网络结构不均匀，制得的凝胶强度低、脆性大哺］。

当温度较低时反应速率较小，溶胶粒子生长慢，反应时间长。

反应时间的控制主要指老化时间的控制。

老化使湿凝胶进一步缩聚、交联、骨架加固，老化时间不够会使凝胶结构不稳定，干燥时容易塌陷；而老化时间过长会使凝胶密度过大。

沈军等［９３实验发现老化时间为４８一．．７２ｈ有利于制得裂纹较少、韧性较好的Ｓｉ０２气凝胶。

纳米MgAl2O4粉末的团聚状态对其固结和烧结的影响

其固结，以及在较小程度上与烧结行为之间的关系。
２材料与方法
采用具有不同特征的超细尖晶石粉末进行研究。两种市售的尖晶石粉末分别为Ｓ３０ＣＲ（在文中
用ＳＢ表示）和ＳＰ一２０（在文本用ＳＴ表示）。为了获
ＢＥＴ法测定，用于计算颗粒的等效球直径。
产：包括在真空中自由烧结，自由烧结伴随着热等静压（后续热等静压），以及含或不含添加剂的高温热压（高温热压）。在大多数情况下，所得到材料的微观结构是粗粒度的，例如，组成的晶粒大于１０ｍ，而机械性能（如硬度）一般与晶粒尺寸成反比。透
得尖晶石粉末的完整特性，使用多种方法测量初始粒径（ＴＥＭ、ＸＲＤ、ＢＥＴ）和团聚尺寸（激光衍射法）。通过透射电镜观察测定粉末的初始粒径，平均粒径是至少测量１５０个单粒子计算得到的。两种粉末都为晶体并仅由纯尖晶石构成，其晶粒尺寸是在ＸＲＤ测量的基础上估算的。粉末的比表面积用
关键词：尖晶石；团聚；纳米粉末；压滤；水悬浮液
中图分类号：ＴＱ１７５．１２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７３ — ７７９２（２０１６）０５ — ００４４ — ０５

纳米SiO2增强高流态早强水泥灌浆材料的水化机理

第38卷第3期2024年5月山东理工大学学报(自然科学版)Journal of Shandong University of Technology(Natural Science Edition)Vol.38No.3May 2024收稿日期:20230419基金项目:国家自然科学基金项目(51808326);国家级大学生创新创业训练计划项目(202210433027);山东省大学生科研项目(22SSR087)第一作者:庄胜寒,男,sdut_zhshan@;通信作者:梁晓飞,女,xiaoying_8@文章编号:1672-6197(2024)03-0051-07纳米SiO 2增强高流态早强水泥灌浆材料的水化机理庄胜寒,王健,李敏,杨常青,梁晓飞,任皎龙(山东理工大学建筑工程与空间信息学院,山东淄博255049)摘要:为了满足民用基础设施日益增长的功能要求,水泥灌浆材料必须具有高流态㊁早强和低收缩的特定性能㊂本文采用正交试验方法研制了纳米SiO 2增强的高流态早强水泥灌浆材料(HECM ),通过扫描电子显微镜(SEM )㊁X 射线衍射(XRD )㊁差示扫描量热(DSC )测试分析了在不同养生龄期和纳米SiO 2含量情况下,纳米SiO 2对HECM 微观结构和水化产物的影响机制㊂结果表明:HECM 在养护1d 时的弯曲强度和抗压强度分别高于3.5MPa 和12MPa ,流动性和收缩率分别小于11s 和0.15%;与普通水泥基材料相比,随着HECM 中水化速率的加快,纳米SiO 2对强度的影响将提前发生㊂关键词:水泥灌浆材料;水化机理;纳米SiO 2;高流态;早强中图分类号:TU528.31;TU528.53文献标志码:AHydration mechanism of highly fluidized early strength cement groutingmaterials enhanced by nano-SiO 2ZHUANG Shenghan,WANG Jian,LI Min,YANG Changqing,LIANG Xiaofei,REN Jiaolong(School of Architectural Engineering and Spatial Information,Shandong University of Technology,Zibo 255049,China)Abstract :To achieve the ever increasing functional requirements of civil infrastructures,the cement grouting materials must have the specific performances of high-fluidization,early-strength,and low-shrinkage.Hence,a high-fluidization,early-strength cement grouting materials enhanced by nano-SiO 2was developed via the orthogonal experimental method in this study.The mechanisms of nano-SiO 2on the microstructure and hydration products of the HECM in the cases of different curing ages and nano-SiO 2contents were analyzed through the scanning electron microscopy (SEM),X-ray diffraction (XRD)and differential scanning calorimetry (DSC)tests.It is concluded that the bending strength and compressive strength of the HECM during curing for 1day are higher than 3.5MPa and 12MPa,respectively,while the fluidity and shrinkage rate are less than 11s and 0.15%,pared with common ce-ment-based materials,it is concluded that the influence of nano-SiO 2on the strength will occur inadvance with the acceleration of hydration rate in HECM.Keywords :cement grouting material;hydration mechanism;nano-SiO 2;high-fluidization;early-strength ㊀㊀在土木工程中,灌浆是防渗㊁快速修复和加固时最有效和最常见的方法之一[1],而水泥基材料由于技术成熟㊁性价比高,在灌浆中得到了广泛的应用[2]㊂为了满足民用基础设施日益增长的功能要㊀求,水泥灌浆材料必须具有以下特定性能:(a)高流态,以确保灌浆材料能够轻松㊁充分地填充工程结构的缺陷;(b)早期强度,以缩短工程周期;(c)低收缩,以防止早期收缩裂纹㊂越来越多人尝试使用各种创新材料来制备改性水泥基灌浆材料㊂Liu等[3]采用铝酸水泥提高水泥灌浆材料的早期强度和流动性,获得了显著改善效果㊂然而,新型水泥的来源有限,可能无法满足工程应用的要求,且很难显著提高强度,尤其是早期强度㊂马银华等[4]采用不同长度的聚丙烯纤维研究其对灌浆材料的早期强度的影响,然而这些添加剂对流化的影响较小,因此,有必要寻找替代材料以提供高流态早期强度来源㊂近年来,纳米材料因其高比表面积㊁高表面自由能和良好的分散能力而被广泛用于提高水泥基材料的性能㊂刘光焰等[5]发现,纳米SiO2的促凝作用可显著缩短水泥复合材料凝结时间,提高早期强度,同时纳米SiO2对水泥砂浆早期水化也发挥重要作用㊂Ren等[6]分析了纳米颗粒对不同水泥基材料强度特性和工程性能的影响,认为纳米材料与水泥基材料具有相似的功能,纳米SiO2可以提供最显著的改性效果㊂由于纳米SiO2的特殊网络结构,纳米SiO2可以很容易地与水泥砂浆的水化产物结合,生成硅酸钙水化物凝胶㊂Zhang等[7]揭示了微纤维粉煤灰㊁胶态纳米SiO2和高效减水剂对水泥基灌浆材料流变和力学性能的影响㊂尽管在他们的研究中讨论了水化机理,但所提到的机理没有得到任何微观测试的支持,并且忽略了早期(如1d㊁3d)的机理㊂在以前的研究中虽然已经讨论了纳米SiO2的改性作用,但纳米SiO2对水泥灌浆材料早期强度特性的影响机理却被忽视㊂针对上述问题,本研究采用正交试验方法,研制了纳米SiO2增强的高流态早强水泥灌浆材料,从宏观上研究纳米SiO2含量和养生龄期对工程性能和水化机理的影响,并通过SEM测试㊁XRD测试㊁DSC测试,分析了不同养生龄期下纳米SiO2对微观结构和水化产物的影响机理㊂1㊀原材料及研究方法1.1㊀原材料所采用的纳米SiO2见图1,其技术参数见表1㊂图1㊀纳米SiO2需要说明的是,由于本文采用的是气相二氧化硅,其粒度较小,无须特殊加工工艺即可较好分散㊂表1㊀纳米SiO2的技术参数颗粒尺寸/nm比表面积/(m2/g)堆积密度/(g/cm3)纯净度/%表观156000.2199.8白色颗粒状1.2㊀研究方法本研究采用正交试验法确定水泥灌浆材料的基准配方,能够方便分析不同试验因素之间的相互关系,科学减少试验工作量㊂随后,分析了纳米SiO2含量对基准配方工程性能的影响,以确定最终的高流态早强水泥灌浆材料㊂采用流动性(流动时间)㊁抗折强度(1㊁3㊁7d)㊁抗压强度(1㊁3㊁7d)和干缩率(7㊁28d)来评估水泥灌浆材料的工程性能㊂此外,采用SEM测试㊁XRD测试㊁DSC测试,通过微观结构和水化产物揭示所提出的高流态早强水泥灌浆材料的水化机理㊂2㊀高流态化早强水泥灌浆材料性能为了便于分析纳米SiO2对水泥灌浆材料物理力学性能的影响,表2给出了纳米SiO2掺量对水泥灌浆材料性能试验结果㊂表2㊀不同纳米SiO2掺量下水泥浆体性能SiO2掺量/%流动度/s1d抗折/MPa抗折/MPa3d抗压/MPa抗压/MPa7d抗压/MPa抗压/MPa干缩/%28d干缩/%010.38 3.410.98.226.010.734.40.0190.108 110.61 3.612.28.327.210.235.00.0170.111 211.29 3.813.08.628.410.534.70.0210.108 312.89 4.114.78.729.010.633.20.0190.113 25山东理工大学学报(自然科学版)2024年㊀㊀㊀由表2可看出,纳米SiO 2对1㊁3d 抗折抗压强度㊁流动度的影响较为明显,而对干缩率和7d 抗折抗压强度的影响不显著㊂纳米SiO 2的掺量每提升1%,1d 抗折强度㊁1d 抗压强度㊁3d 抗折强度㊁3d 抗压强度分别提升了6.21%㊁10.43%㊁1.99%㊁3.71%,而流动性则平均降低了7.61%㊂这表明纳米SiO 2可显著提升水泥浆体的1d 抗折抗压强度,一定程度提升3d 抗折抗压强度,但其对流动性的负面影响也不可忽视㊂随着纳米SiO 2掺量的增加,水泥浆体的流动性下降明显,因此,在考虑经济性的同时,纳米SiO 2的用量建议为2%㊂综上,本文提出的高流态早强水泥灌浆材料(HECM)最终材料组成为:水灰比0.56㊁减水剂掺量1.0%㊁速凝剂掺量2.3%㊁膨胀剂掺量9.0%㊁纳米SiO 2掺量为2%㊂3㊀HECM 的性能强化机理研究水化过程及其反应程度极大地影响着水泥基材料的力学性能和耐久性,因此,研究HECM 在不同龄期时的水化产物C -S -H 凝胶㊁Ca (OH)2晶体(CH)㊁钙矾石(Aft)等形成㊁分布和发展规律,揭示HECM 的性能强化机理具有重要的意义㊂3.1㊀HECM 的微观结构变化规律采用Quanta 250型SEM[图2(a)]研究了养生龄期和纳米SiO 2掺量对HECM 微观结构的影响,其中,考虑到HECM 早强的特点,养生龄期选择1㊁3㊁7d,纳米SiO 2掺量选择0%㊁1%㊁2%和3%,放大倍数选择1000倍㊁10000倍和20000倍㊂制备SEM 的测试样品[见图2(b)]时,按标准方法制备小梁试件,将其养生至目标龄期后破碎,挑选1cm ˑ1cm ˑ1cm 见方的块体作为测试样品,平面不作任何处理㊂将挑选的测试样品放入10倍体积的无水乙醇中浸泡一周以终止水化反应㊂测试前将测试样品放入干燥箱中干燥24h,测试时应对样品喷金处理㊂㊀㊀㊀㊀(a)SEM㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(b)SEM 测试样品图2㊀扫描电子显微镜与其测试样品3.1.1㊀1d 龄期1d 龄期下不同纳米SiO 2掺量HECM 的微观构造见图3㊂(a)0%(b)1%(c)2%(d)3%图3㊀1d 龄期时不同掺量纳米SiO 2水泥灌浆材料微观结构由图3可看出:1)无论是否掺加了SiO 2,各水泥灌浆材料在1d 龄期下均可明显观测到絮状C -S -H 凝胶和Aft 晶体,说明本文提出的HECM 基础配合比早期水化效果较为显著,达到了早强的效果㊂2)在低倍放大环境下(ˑ1000)对比可观察到,未掺加纳米SiO 2时存在明显空洞,而随着纳米SiO 2掺量的增加,空洞的数量和尺度逐步下降,界面均匀性得到增强,可推测纳米SiO 2有助于改善HECM 的水化程度㊂3)在高倍放大环境下(ˑ10000㊁ˑ20000)可发现,未掺加纳米SiO 2时虽有C -S -H 凝胶和Aft 晶体的生成,但其间空隙较多,Aft 晶体多在空隙内存在,整体结构较松散,无明显骨架特征;此时CH 晶体未被凝胶包裹,形成明显层状节理,并存在于水泥石界35第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀庄胜寒,等:纳米SiO 2增强高流态早强水泥灌浆材料的水化机理面而影响材料强度㊂4)随纳米SiO 2掺量的增加,CH 晶体层状节理逐渐减少,C -S -H 凝胶相应增多㊁空隙明显减少,说明HECM 的水化程度得到加强;同时,C -S -H 凝胶与Aft 晶体紧密搭接,逐渐形成网络交织状骨架结构,微观结构更加致密㊂这一现象也解释了HECM 的1d 抗折抗压强度随着纳米SiO 2含量的增加而增加;同时,也可以推测纳米SiO 2对HECM 早期强度的作用机制是加速CH 晶体的生成,试制以更快的速率达到饱和,促使C -S -H 凝胶更早地生成㊂3.1.2㊀3d 龄期3d 龄期下不同纳米SiO 2掺量HECM 的微观构造见图4㊂(a)0%(b)1%(c)2%(d)3%图4㊀3d 龄期时不同掺量的纳米SiO 2水泥灌浆材料微观结构由图4可看出:1)与1d 龄期时相比,在低倍放大环境(ˑ1000)下3d 龄期时的HECM 空洞明显减少,界面均匀性进一步增强,说明水化继续加强;在高倍放大环境(ˑ20000)下,C -S -H 凝胶增多且对CH 晶体的包裹效果更加明显㊂2)相较下,未掺加纳米SiO 2时微观结构仍存在空隙和节理状CH 晶体,而掺加纳米SiO 2后,表现为C -S -H 凝胶更充盈,且CH 晶体数量减少,整体微观结构更加致密,表明纳米SiO 2对于HECM 水化过程具有促进作用,但此时纳米SiO 2对HECM 微观结构的影响较1d 龄期时已有所降低㊂3.1.3㊀7d 龄期7d 龄期下不同纳米SiO 2掺量HECM 的微观构造见图5㊂(a)0%(b)1%(c)2%(d)3%图5㊀7d 龄期时不同掺量的纳米SiO 2水泥灌浆材料微观结构由图5可看出:1)在低倍放大环境(ˑ1000)下,不同纳米SiO 2掺量下的微观界面较为均匀,已几乎不可见空洞;在高倍放大环境(ˑ20000)下,微观结构已经发展到一个较为成熟稳定的阶段,表明当养生龄期达到7d 时,水化作用已趋于完成㊂45山东理工大学学报(自然科学版)2024年㊀2)各纳米SiO 2掺量下的微观结构的差异均已不明显,表明7d 龄期时纳米SiO 2对HECM 的水化影响已不显著㊂根据以往研究可知[8-9],纳米SiO 2对普通水泥基材料在7d 养生龄期下的早期强度也具有显著的作用㊂相比下,对于本文提出的HECM,纳米SiO 2的作用在养生龄期3d 时减弱㊁养生龄期7d 时基本消失,可看出纳米SiO 2的反应周期是不固定的,这与水化速率有关㊂随着水化速率的加快,纳米SiO 2对强度的影响将提前发生㊂3.2㊀HECM 的水化产物变化规律采用XRD 试验㊁DSC 试验分析HECM 在不同龄期和纳米SiO 2掺量下水化产物的变化特征,以揭示HECM 的性能强化机理㊂3.2.1㊀XRD 试验采用德国Bruker AXS 公司的D8-02型XRD[图6(a)]研究了养生龄期和纳米SiO 2掺量对HECM 中水化生成的CH 晶体和未水化的水泥熟料C 2S㊁C 3S 的影响㊂㊀㊀㊀㊀(a)XRD㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀(b)DSC图6㊀XRD 和DSC 试验用仪器由图7可看出,在养生龄期为1d 时,随纳米SiO 2含量的增加,C 3S 的衍射峰强度降低,这说明纳米SiO 2加速了C 3S 的消耗,生成CH 晶体和C -S -H 凝胶,实现了早期强度㊂当衍射角为35ʎ时,CH 晶体的变化与衍射角为28ʎ时相似,这是由于纳米SiO 2与CH 晶体反应生成C -S -H 凝胶的原因[9],这也是CH 晶体的衍射峰随着纳米SiO 2含量的增加而减小的原因;此外,在纳米SiO 2含量不同的情况下,C 2S 衍射峰的差异是有限的,这说明纳米SiO 2对HECM 的长期强度影响不大㊂3㊁7d 龄期时所对应的衍射峰与1d 时的衍射峰相似,说明在3㊁7d 养生期间并没有新的水化产物生成㊂在养生龄期7d 时,不同的纳米SiO 2掺量下的衍射峰间差异不显著,说明在养生龄期7d 时,纳米SiO 2对水化作用的影响已不显著㊂3.2.2㊀DSC 试验采用美国TA 公司的SDT650型DSC[图6(b)](a)1d(b)3d(c)7d图7㊀不同养生龄期时HECM 的XRD 图像研究养生龄期和纳米SiO 2掺量对HECM 的重量变化和热量变化的影响,以揭示HECM 的水化物质组成㊂考虑到本文并不探讨HECM 中CaCO 3的分解效应,故本实验中DSC 的升温温度为600ħ,采用的升温速度为15ħ/min㊁加热气氛为氮气㊂1㊁3㊁7d 龄期时不同纳米SiO 2掺量HECM 的DSC 实验结果见图8(以1d 龄期,0%SiO 2掺量为例)㊂红色曲线为质量损失曲线,黑色曲线为热流曲线,灰色面积为峰面积的积分代表,即每一步反应的热效应值(反应焓),峰朝下代表反应吸热㊂在热流曲线中,150ħ以下出现的第一个吸热峰为C -S -H 凝胶与Aft 的脱水效应和水泥内部材料自由水的蒸发[10](简称为I -stage);350~600ħ出现的第二个峰为氢氧化钙的分解[11](简称为Ⅱ-stage)㊂图9和图10给出了不同阶段(I -stage 和Ⅱ55第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀庄胜寒,等:纳米SiO 2增强高流态早强水泥灌浆材料的水化机理图8㊀DSC曲线(a)I -stage(b)Ⅱ-stage图9㊀不同阶段的焓变化-stage)的焓变化和质量变化规律㊂从图9和图10可看出:1)在养生龄期为1㊁3d 时,纳米SiO 2的掺量每提高1%,I -stage 的质量损失和焓变平均下降3.34%和0.97%,而其二者在Ⅱ-stage 相应地提高了12.04%和0.51%㊂由于自由水越少㊁结合水越多,水化反应越充分㊂质量损失和焓变的规律说明纳米SiO 2在养生早期促进了HECM 的水化反应,同(a)I -stage(b)Ⅱ-stage图10㊀不同阶段的质量变化时,质量损失在Ⅱ-stage 的增加也表明此阶段CH 晶体的快速生成,这也证明了纳米SiO 2有利于加速CH 晶体的生成,使CH 晶体以更快的速度达到饱和,从而促使凝胶的生成㊂2)相较于1d,养生龄期3d 时的质量损失和焓变分别平均下降了35.83%和5.33%,这说明纳米SiO 2在3d 龄期时对水化反应的影响弱于1d 时㊂当养生龄期为7d 时,各纳米SiO 2含量下的质量损失和焓变的差异不显著,说明此时纳米SiO 2对水化反应已影响不大㊂3)需要说明的是,在某些DSC 曲线中会出现双峰的情况㊂事实上,在理想试验条件下,水化反应对应的DSC 曲线应为光滑的单峰曲线,但是,由于材料的不均匀性㊁水泥水化作用的不确定性以及惰性气氛下的热分解反应等原因,在样品制备和检测过程中可能会发生重叠反应,导致峰形发生改变㊂考虑到本研究所用仪器存在老化情况,会一定程度加剧上述现象㊂65山东理工大学学报(自然科学版)2024年㊀4　结论本研究采用正交试验方法,研制了纳米SiO2增强的高流态早强水泥灌浆材料,同时通过SEM测试㊁XRD测试㊁DSC测试,分析了在不同养生龄期和纳米SiO2掺量的情况下,纳米SiO2对微观结构和水化产物的影响机理,得出结论如下:1)HECM在养护1d时的弯曲强度和抗压强度分别高于3.5MPa和12MPa,而流动性和收缩率分别小于11s和0.15%㊂2)纳米SiO2可以显著提高HECM在早期养生时的弯曲强度和抗压强度,但会略微削弱其流动性㊂当纳米SiO2含量超过1%时,纳米SiO2对强度的增强作用较弱,因此,考虑到经济成本,建议纳米SiO2的推荐含量为2%;此外,纳米SiO2的作用随着养生龄期的增加而减弱,在养生龄期为7d时影响不大㊂纳米SiO2对HECM早期强度的作用机理是加速CH 晶体的生成,以更快的速度达到饱和,并促使C-H-S凝胶早期生成,而这与Aft晶体无关㊂3)在不同的养生龄期和纳米SiO2含量的情况下,HECM的水化产物类型几乎相同㊂纳米SiO2主要参与硅酸三钙的水化反应,以提高HECM中的早期强度,而与硅酸二钙无关㊂纳米SiO2的反应时间不固定,这与水化速率有关㊂与普通水泥基材料相比,随着HECM中水化速率的加快,纳米SiO2对强度的影响将提前发生㊂此外,热重分析可以用于水化产物的定量分析,由于本研究中获得数据的局限性,未来的研究将涉及基于DSC测试的更深入的定量分析㊂参考文献:[1]REN J L,XU Y S,HUANG J D,et al.Gradation optimization andstrength mechanism of aggregate structure considering macroscopic and mesoscopic aggregate mechanical behaviour in porous asphalt mixture[J].Construction and Building Materials,2021, 300:124262.[2]齐继光,曹东磊,姜宝音图,等.水泥基灌浆料的应用与质量控制研究[J].四川建材,2021,47(11):26,34.[3]LI H Y,WANG X P,GUAN X M,et al.Properties of calcium sul-foaluminate cement-based grouting materials with LiAl-layered double hydroxides slurries[J].Advanced Composites Letters,2020, 29:2633366.[4]马银华,胡凯,梁影,等.PPFRCP灌浆材料的优化选型及工作性能研究[J].武汉理工大学学报,2014,36(10):57-62. [5]刘光焰,樊磊,金大智,等.纳米二氧化硅对玻璃粉水泥体系水化硬化的影响[J].硅酸盐通报,2017,36(6):2112-2116. [6]REN Z C,LIU Y Y,YUAN L W,et al.Optimizing the content of nano-SiO2,nano-TiO2and nano-CaCO3in Portland cement paste by response surface methodology[J].Journal of Building Engineering, 2021,35:102073.[7]ZHANG X C,GAO J E,FAN H H,et al.Study on the mechanism of nano-SiO2for improving the properties of cement-based soil stabi-lizer[J].Nanomaterials,2020,10(3):405.[8]ZHANG C J,SHUAI B,JIA S M,et al.Plasma-functionalized gra-phene fiber reinforced sulphoaluminate cement-based grouting materials[J].Ceramics International,2021,47(11):15392 -15399.[9]QIU X,JIANG H B,ZHANG G J.Modification effects of nano-Ca-CO3on engineering performance of cement grouts[J].Journal of Nanoscience and Nanotechnology,2020,20(8):5043-5048. [10]GOERGENS J,MANNINGER T,GOETZ-NEUNHOEFFER F.In-situ XRD study of the temperature-dependent early hydration of calci-um aluminate cement in a mix with calcite[J].Cement and Concrete Research,2020,136:106160.[11]TANG S W,HE Z,CAI X H,et al.Volume and surface fractal di-mensions of pore structure by NAD and LT-DSC in calcium sulfoalu-minate cement pastes[J].Construction and Building Materials, 2017,143:395-418.(编辑:姚佳良)75第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀庄胜寒,等:纳米SiO2增强高流态早强水泥灌浆材料的水化机理。

纳米二氧化硅晶核早强剂对C30预制混凝土性能的影响

引言随着我国装配式建筑的快速发展，混凝土预制构件的需求度不断增加，企业在预制构件的生产过程中，为了提高生产效率，在有限的设备和空间条件下，通常会通过提高预制混凝土的早期强度，从而加快模具的周转，来加快生产速度。

常采用的提高预制混凝土早期强度的方法主要是采用高温蒸养或者在混凝土生产中使用早强剂，促进早期强度的提高来加快模具的周转速度[1]。

然而，由于高温蒸养成本高，企业更愿意采用在混凝土中添加早强剂的方法，因此，选择合适的早强剂是提高预制混凝土生产效率的最优途径。

混凝土早强剂主要包括无机类和有机类，在混凝土中都有广泛的应用，但是也引起了混凝土工作性能和耐久性能的下降，而且不同的早强剂使用范围受限较大[2-3]。

比如早强剂中含氯，则应避免在钢筋混凝土中使用；硫酸盐类早强剂则应避免在抗渗性能要求高的环境中使用。

近年来，国内外开发了具有显著早强效果的晶核早强剂[4]，本文围绕预制混凝土早期性能的提升，研究纳米SiO2晶核早强剂（分散液）在不同掺量下对C30预制混凝土性能的影响，可以为预制混凝土实际生产中合理选用早强剂提供参考。

1 、试验部分1.1 原材料水泥：山水42.5普通硅酸盐水泥。

砂：河砂，中砂，细度模数2.4。

石子：碎石，粒径5~25mm。

粉煤灰：山东黄台火力发电厂II级粉煤灰。

矿粉：鲁新S95矿粉。

减水剂：聚羧酸系高性能减水剂，减水率25%。

纳米SiO2晶核早强剂分散液：粒径10~20nm，固含量30%，pH值7.8。

水泥、粉煤灰、矿粉的化学成分见表1。

1.2 试验仪器及方法试验采用的仪器有：砂浆搅拌机，NJ-160A型，无锡新建仪器科技有限公司；压力试验机，YAW-2000型，济南中路昌试验机制造有限公司；混凝土搅拌机，HJW-60，北京北方建仪科技有限公司。

混凝土坍落度、坍落度经时损失和凝结时间：根据GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能方法试验标准》进行测试。

混凝土力学性能：制作150mm×150mm×150mm的试模，养护至相应龄期，根据GB/T 50081—2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》对硬化混凝土块进行检测。

氧化铈对加成型硅橡胶粘接剂耐热性能的影响

化时间的变化；热失重：采美国
TA公司的Q50 失重分析仪测试不同样品在氮
气氛围下的热分解曲线，升温
20'/min，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测试温度范围为室温〜850'。
2结果与讨论
2. 1氧化舖外观形貌纳米氧化钵和微米氧化钵的外观形貌见
1
%—Micro - CeO2 图1氧化$的外观形貌 Fig 1 Appearance and morpholoxy of dmerent ceria
为了提高硅橡胶的耐热性，国内外已进行了
较多的研究，但主要集中在通过添加金属氧化物
' (如氧化肺 2T、三氧化二铁［5］等)以及在硅橡
胶主链中引入亚苯基结构［6］等方面。相对于添
加金属氧化物，结构改性路径更复杂成本更高％
氧化肺填料作为一种高效的硅橡胶耐热添加
剂，被广泛用于有机硅产品中。本实验以氧化肺
为填料，考察了氧化肺的种类及其用量对加成型
关键词：氧化钵，硅橡胶，粘接剂，耐热性中图分类号：TQ333. 93 文献标识码：A doi： 10. 11941/j. issn. 1009 -4369. 2019. 04. 006
液体硅橡胶粘接剂根据硫化机理主要分为两大类：一类是缩合型硫化机理的室温硫化型粘接剂，另一类是硅氢加成型硫化机理的加成型粘接剂。缩合型粘接剂硫化速度慢、硫化厚度有限且受环境温湿度影响，此外，硫化过程中还会有小分子挥发物释放，对某些特定的材料存在溶胀、腐蚀等潜在风险，在某些应用领域受到限制，尤其是在追求效率及职业健康要求严格的应用领域。加成型硅橡胶粘接剂由于硫化过程中无副产物释放，中性无毒无腐蚀，且硫化效率快，在电子电气行业受到越来越多的青睐，如空调加热器发热陶瓷片的粘接、电子行业中发热元器件的导热粘接固定等，均涉及加成型硅橡胶粘接剂的使用％

金属表面预处理对金属_聚合物界面粘结强度的影响

刚砂的粒度为８０目，喷砂时压缩空气压力为０．６—
１实验内容及方法
１．１原材料
０．８５ＭＰａ，喷砂距离为９０ｍｍ，喷砂角度为７０～８５。。酸洗处理前首先用８００＃砂纸打磨试样，用丙酮除油，再在室温下将试样放人１８％的盐酸溶液中，浸泡１５ｍｉｎ后取出，用去离子水冲洗后６０℃热空气
吹干。
环氧树脂Ｅ５１：巴陵石化公司；酚醛树脂Ｆ５１：巴陵石化公司；环氧丙烷丁基醚（５０１）：广州江盛华工科技有限公司；邻苯二甲酸二丁酯：天津市富宇精细华工有限公司；缩胺１０５：苏州光福材料厂；４５号钢：市售，厚度２ｍｍ；其余材料均为化学纯。
第二是在涂覆聚合物前，对金属基体表面进行预处
本文采用自制的聚合物粘结剂，对经过不同表面预处理的拉伸剪切试样进行涂装，参考国家标准（（ＧＢ７１２４－８６胶粘剂拉伸剪切强度测定方法（金属对金属）》制备拉剪试样，试样在８０％烤箱内固
化１５０ｍｉｎ。１．４表面处理方法本文选用的表面处理方法有砂纸打磨、喷砂粗
（广东工业大学材料与能源学院，广州５１０００６）
摘要：为了提高金属／聚合物界面粘结强度，本文利用拉伸剪切实验研究了砂纸打磨、喷砂、酸洗、磷化、硅烷偶联剂处理六种金属表面预处理方法对聚合物粘结强度的影响，并依据表面粗糙度轮廓仪、超景深三维显微镜、ＳＥＭ扫描电镜对金属表面形貌的研究，具体分析了不同预处理方法对界面粘结强度影响的机理。结果表明，硅烷偶联剂处理方法能有效地提高金属／聚合物界面的粘结强度。关键词：界面；聚合物；表面处理；粘结强度中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１００３—０９９９（２０１３）０４—００５１—０４
酸洗处理可以去除金属表面氧化皮、浊物及锈蚀，获
图７
Ｆｉｇ．７
磷化处理拉断后试样表面形貌

粘结处理时间对第七代粘结剂剪切强度的影响_潘悦萍

TheEffectofTreatingTimeontheShearBondStrengthoftheSeventhGenerationofAdhesive.PANYue-ping, XIAWen-wei, GUANChao.ShanghaiResearchInstitudeofStomatology, SchoolofMedicine, ShanghaiJiaotongUniversity;Shanghai20 001 1 [ Abstract] Tocomparetheeffectofdifferenttreatingtimesontheshearbondstrength(SBS)ofIbond.96 dentinespecimensobtainedfrom 96 humanpremolarswererandomlydividedintothreegroups.ThespecimensweretreatedwithIbond forthreedifferenttime:15s, 30sand45s.Thentheshearbondstrengthwereexaminedaftertheresincovered.TheSBSof thethreegroupswasnotsignificantlydifferent.1 5smaybeenoughtoobtaintheSBSneededforhealthydentine. [ Keywords] Self-etchingadhesive Shearbondstrength Compositeresin Time
2.上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院 )
[ 摘要 ] 比较第七代自酸蚀粘结系统 Ibond涂布牙本质表面后 3种不同的静置时间对其剪切强度的影响。选用人前磨牙 96颗制成 96个牙本质试件 , Ibond按涂布粘结剂后不同的静置时间 15 s、30 s、45 s分为 A、B、C三组进行树脂粘结修复 , 然后测试各组的剪切强度 (SBS)。实验结果表明 , 对健康牙本质而言 , 15 s静置时间可能已达到与静置 30 s、45 s相当的剪切强度。 [ 关键词 ] 自酸蚀粘结系统剪切强度复合树脂时间 [ 中图分类号 ] R781.05 [ 文献标识码 ] A [ 文章编号 ] 1671— 7651(2009)03— 0292— 03

CementConcreteComp.：高分散胶体橄榄石纳米二氧化硅对高性能混凝土早期性能的影响

CementConcreteComp.：高分散胶体橄榄石纳米二氧化硅对高性能混凝土早期性能的影响文献精读Cement Concrete Comp. ：高分散胶体橄榄石纳米二氧化硅对高性能混凝土早期性能的影响背景介绍超高性能混凝土（UHPC）具有强度高、耐久性好、自密实等特点，但生产成本高，同时低水胶比（w/b）比和高用量减水剂会延迟其水化。

因此，在UHPC中应用纳米二氧化硅加速水泥早期水化具有重要意义。

然而，新型纳米二氧化硅对UHPC水泥早期水化的研究较少，且纳米二氧化硅易团聚、制备能耗大成本高，还会降低UHPC的和易性，增加高效减水剂的用量。

简化纳米二氧化硅的生产，利用可持续的硅酸盐资源，有效地将纳米二氧化硅应用于水泥和混凝土中，是一大工业需求。

利用废酸和地壳中丰富的橄榄石制备的新型纳米二氧化硅具有开发利用价值。

纳米二氧化硅可以在低温下（50-90 °C）通过一步工艺从橄榄石中生产出来。

橄榄石纳米二氧化硅比其他种类的纳米二氧化硅在早期的水泥孔隙溶液中具有更好的溶解度。

研究出发点大量研究证实了橄榄石纳米二氧化硅在水泥基材料中的应用前景，但很少有研究橄榄石二氧化硅的硅醇含量和硅种类对UHPC水泥水化的影响。

同时，橄榄石纳米二氧化硅在水泥基材料中存在严重的分散问题，增加了高效减水剂的用量，限制了其在UHPC中的应用。

因此，寻找一种破碎团聚体、降低含纳米二氧化硅浆体需水量的方法非常必要，特别是在低w/b体系中。

全文速览武汉大学土木建筑工程学院于清亮课题组开发了一种制备高分散胶体橄榄石纳米二氧化硅（C-OnS）的方法：采用ZrO2微粒胶体研磨机，以橄榄石为原料制备纳米二氧化硅胶体，并用Tween 60对胶体橄榄石二氧化硅进行表面改性，以提高其稳定性；将制备的C-OnS应用于UHPC中，提高水泥的水化和流动性；并通过热重测试（TG）、29Si和27Al核磁共振（NMR）、氮物理吸附和压汞仪（MIP）对UHPC性能提高机理进行解释。

预处理方法对定向有机玻璃表面性能及黏结强度影响

预处理方法对定向有机玻璃表面性能及黏结强度影响
齐梦雨;相宁;张晓雯;颜悦;郑梦瑶
【期刊名称】《材料工程》
【年(卷),期】2024(52)5
【摘要】为研究不同表面预处理方法对定向有机玻璃表面性能以及与热塑性聚氨酯(TPU)间黏结强度的影响规律及机理,使用AFM、FTIR和接触角测量仪测定酸处理、等离子处理和过渡层处理后定向有机玻璃的表面化学组成、粗糙度与表面接触角,并使用90°剥离实验测试预处理前后定向有机玻璃与TPU之间的黏结强度。

结果表明:酸处理和等离子处理后定向有机玻璃表面粗糙度和表面极性增加,同时表面润湿性能得到改善,使黏结强度分别上升了14%和22%;而过渡层预处理提高了基材与TPU的化学相容性,处理后定向有机玻璃表面极性与TPU相近,降低了界面张力,明显改善界面黏结性能,黏结强度由4.44 kN/m上升至23.61 kN/m。

【总页数】7页(P156-162)
【作者】齐梦雨;相宁;张晓雯;颜悦;郑梦瑶
【作者单位】中国航发北京航空材料研究院北京市先进运载系统结构透明件工程技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】V261.93
【相关文献】
1.测试定向有机玻璃层间剪切强度的影响因素分析
2.定向有机玻璃层间剪切强度试验方法的分析与改进
3.不同表面处理方法对纤维桩与聚氨酯黏结剂黏结强度的影响
4.试验夹具对定向有机玻璃层间剪切强度的影响
5.Er：YAG激光预备对牙釉质表面性能及树脂粘结强度的影响
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CementConcreteComp.：纳米SiO2在含硅烷水泥浆体中的合理应用：平衡与协同效应

CementConcreteComp.：纳米SiO2在含硅烷水泥浆体中的合理应用：平衡与协同效应文献速读Cement Concrete Comp. ：纳米SiO2在含硅烷水泥浆体中的合理应用:平衡与协同效应题目：Rationalapplication of nano-SiO2in cement paste incorporated with silane:Counterbalancing and synergistic effects 纳米SiO2在含硅烷水泥浆体中的合理应用:平衡与协同效应出版年份：2021来源：Cement and Concrete Composites课题组：东南大学江苏省土木工程材料重点实验室佘伟课题组研究出发点：硅烷化功能使得硅烷与硅酸盐相之间的相互作用很强，但由于硅烷在强度和水化方面的限制（延迟水化，降低早强），实际应用很难实现。

因此，硅烷作为疏水外加剂时，综合考虑各种因素以弥补缺陷是十分必要的。

而纳米二氧化硅（NS）的掺入可提高水泥的屈服应力和剪应力，降低和易性和坍落度，加速凝结和水化过程。

然而，NS的分散性对水泥的性能有很大的影响，而有机改性可以增强其积极作用。

目前对有机材料与纳米二氧化硅对水泥性能的联合作用机理研究较少。

研究内容：基于硅烷的拒水作用和纳米材料的加速水化作用，将异丁基三乙氧基硅烷(IBTEO)和NS一起加入水泥中。

研究了NS和IBTEO对流动性、凝结时间、强度发展、润湿性和吸水率的影响。

图1 疏水水泥试件制备流程图2 硅烷(IBTEO)疏水机理主要结论：（1）平衡效果。

NS显著降低了流动性，而IBTEO和NS联合使用可以部分改善流动性。

IBTEO增加了水泥的凝结时间，抑制了水泥的水化过程，显著降低了早期抗压强度，而NS可以提供反应位点，与氢氧化钙发生反应，并在7d内完全弥补水化的不利影响和抗压强度的损失。

（2）协同效应。

在单掺情况下，IBTEO和NS都能影响润湿性和吸水率，但联合使用IBTEO和NS可以协同增加接触角到150°以上，吸水率降低70%。