纳米高岭土颗粒改性水泥基复合材料的性能
混凝土中添加纳米颗粒的应用效果

混凝土中添加纳米颗粒的应用效果一、引言混凝土作为一种重要的建筑材料,在各种基础设施和建筑中得到了广泛的应用。
传统混凝土的强度、耐久性、抗渗性等方面存在一定的局限性,为了提高混凝土的性能,近年来研究者开始将纳米颗粒添加到混凝土中,以改善混凝土的性能。
本文将详细介绍在混凝土中添加纳米颗粒的应用效果。
二、纳米颗粒对混凝土性能的影响1.纳米颗粒对混凝土强度的影响纳米颗粒的添加可以提高混凝土的强度。
研究表明,添加适量的纳米SiO2、纳米TiO2等纳米颗粒可以显著提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。
其中,纳米SiO2的添加量为混凝土重量的1%左右,纳米TiO2的添加量为混凝土重量的1.5%左右。
2.纳米颗粒对混凝土耐久性的影响纳米颗粒的添加可以提高混凝土的耐久性。
在混凝土中添加纳米SiO2、纳米TiO2等纳米颗粒可以提高混凝土的抗渗性和抗冻融性能。
纳米SiO2的添加量为混凝土重量的1%左右,纳米TiO2的添加量为混凝土重量的1.5%左右。
3.纳米颗粒对混凝土微观结构的影响纳米颗粒的添加可以改变混凝土的微观结构。
在混凝土中添加适量的纳米颗粒可以填充混凝土中的微小孔隙,提高混凝土的密实度和致密性,从而提高混凝土的力学性能和耐久性。
三、纳米颗粒的选择及添加方式1.纳米颗粒的选择目前,常用的纳米颗粒有纳米SiO2、纳米TiO2、纳米氧化铝等。
在选择纳米颗粒时,应考虑其稳定性、纯度、形貌等因素。
2.纳米颗粒的添加方式纳米颗粒的添加方式有干法和湿法两种。
干法添加是将纳米颗粒与混凝土原材料一起混合,湿法添加是将纳米颗粒溶于水中,再加入到混凝土中。
四、纳米颗粒在混凝土中的应用案例1.纳米SiO2在混凝土中的应用案例研究表明,在混凝土中添加适量的纳米SiO2可以显著提高混凝土的力学性能和耐久性,同时降低混凝土的渗透性和收缩性。
例如,某工程项目中,将纳米SiO2掺入混凝土中,混凝土的抗压强度提高了12.5%,抗拉强度提高了10.7%。
纳米颗粒对水泥基材料性能影响的研究进展

向。简要介绍 了纳米颗粒对 水泥基材料 的工作 性、 力 学性 能、 耐久性能的影响 , 以及 纳米材料赋 予水泥基材料 的新功
能, 并探 讨 了纳 米 颗 粒 改 善 水 泥 基 材 料 结 构 与 性 能 的 机 理 。 关 键 词 水泥基材料 纳米颗粒 工作性 耐久性 力学性能
中图分类号 : TU5 2 8
纳米颗 粒对 水 泥基材 料性 能影 响 的研 究进展 / 劳有盛 等
・ 9 3 ・
纳 米颗 粒 对 水 泥基 材 料性 能 影 响 的研 究 进展
劳有盛 , 张 磊 , 王 雪平 , 杨久俊 。 , 余海燕
( 1 天津城建大学材料科学 与工程学 院 , 天津 3 0 0 3 8 4 ; 2 天津市软土特性与工程环境重点实验室 , 天津 3 0 0 3 8 4 ) 摘要 纳米材料在水 泥基材料 中的研 究和应用还处 于初级阶段 , 但 已成为改善 水泥基材料性 能的一个重要 方
高岭土的水泥胶凝材料性能研究

高岭土的水泥胶凝材料性能研究高岭土(Kaolin)是一种常见的工业原料,广泛应用于陶瓷、涂料、橡胶和塑料等领域。
然而,最近的研究表明高岭土在水泥胶凝材料中也具有良好的应用潜力。
本文将着重探讨高岭土在水泥胶凝材料中的性能研究。
首先,高岭土作为一种主要成分添加到水泥胶凝材料中,对材料的物理性能有显著影响。
研究发现,适量添加高岭土可以提高水泥的延展性和可塑性,使其更容易加工和塑造。
同时,高岭土还能够改善材料的耐久性,减少开裂和腐蚀的风险。
由于高岭土具有较高的亲水性,它能够吸收周围环境中的水分,降低水泥胶凝材料的吸水率和渗透性,延长其使用寿命。
其次,高岭土还对水泥胶凝材料的力学性能产生一定的影响。
通过添加高岭土,可以有效增强水泥的抗压强度和抗拉强度,提高材料的整体强度和耐久性。
研究表明,适量添加高岭土能够显著提高水泥材料的力学性能,并使其满足特定的工程要求。
此外,高岭土还具有颗粒细小的特点,能够填充水泥材料的微观空隙,增加材料的致密性,从而提高其抗渗性和抗冻性能。
除了物理和力学性能,高岭土还可以对水泥胶凝材料的化学性能产生一些改变。
研究发现,高岭土中的氧化铝和硅酸盐物质可以与水泥中的部分成分反应,形成新的凝胶相,从而增强材料的胶凝效应。
通过添加适量的高岭土,可以提高水泥胶凝材料的初凝时间和终凝时间,使其在施工过程中更易操作和控制。
此外,高岭土还能够吸附和稳定水泥中的有害离子,减少其对环境的污染。
此外,高岭土在水泥胶凝材料中的研究还有一些新的进展。
最近的研究表明,将高岭土与其他廉价原料结合使用,如石灰石粉和矿渣粉等,可以进一步提高水泥胶凝材料的性能。
另外,通过改变高岭土的粒径和表面处理方式,也能够调控水泥胶凝材料的性能和微观结构。
这些创新的研究对于开发新型高岭土水泥胶凝材料具有重要意义。
综上所述,高岭土作为一种常见的工业原料,在水泥胶凝材料中具有广泛的应用前景。
添加适量的高岭土可以改善水泥胶凝材料的物理性能、力学性能和化学性能,从而提高材料的工程性能和耐久性。
采用纳米技术改性混凝土性能的研究

采用纳米技术改性混凝土性能的研究概述混凝土是世界上最常用的建筑材料之一,它在建筑、道路、桥梁和其他基础设施的建设中扮演着重要的角色。
然而,传统的混凝土存在一些缺陷,例如脆性、低强度、易开裂和不良的耐久性。
这些问题可以通过采用纳米技术改性混凝土解决。
纳米技术可以为混凝土提供更好的力学性能、更好的耐久性和更好的化学稳定性。
纳米技术改性混凝土的性能采用纳米技术改性混凝土可以提高混凝土的力学性能和耐久性。
纳米颗粒具有高比表面积和高表面能,这使得它们能够更好地与混凝土中的水泥反应,并形成更均匀的混凝土结构。
此外,纳米颗粒可以填充混凝土中的微观孔隙和裂缝,从而提高混凝土的密实性和耐久性。
纳米颗粒还可以提高混凝土的化学稳定性,减少混凝土的腐蚀和老化。
不同类型的纳米材料可以用于改性混凝土。
例如,纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米碳纤维都可以用于改性混凝土。
这些材料可以通过控制其粒径、形状和分散度来改变混凝土的性能。
此外,纳米材料还可以与其他添加剂一起使用,如微纤维增强剂、高性能水泥和化学添加剂。
纳米技术改性混凝土的制备方法制备纳米技术改性混凝土的方法包括两种:直接混合和溶胶凝胶法。
直接混合法是将纳米材料与水泥、碎石、砂等原材料一起混合,制备混凝土。
溶胶凝胶法是将纳米材料溶解在水中,然后将其与水泥一起混合,形成一种凝胶状物质。
这种物质可以与其他原材料一起混合,制备混凝土。
纳米技术改性混凝土的应用纳米技术改性混凝土可以用于各种建筑、道路和桥梁工程中。
例如,它可以用于制备高强度混凝土、自愈合混凝土和耐久性混凝土。
此外,纳米技术改性混凝土还可以用于制备防辐射混凝土、防火混凝土和高耐磨混凝土。
结论采用纳米技术改性混凝土可以提高混凝土的力学性能、耐久性和化学稳定性。
不同类型的纳米材料可以用于改性混凝土,并通过控制其粒径、形状和分散度来改变混凝土的性能。
制备纳米技术改性混凝土的方法包括直接混合法和溶胶凝胶法。
纳米技术改性混凝土可以用于各种建筑、道路和桥梁工程中,例如制备高强度混凝土、自愈合混凝土和防辐射混凝土。
纳米材料在水泥基材料中的应用

纳米材料在水泥基材料中的应用引言:纳米材料作为一种新兴的材料科学领域,具有优异的物理和化学性质,广泛应用于各个领域。
在建筑材料中,特别是水泥基材料中,纳米材料的应用正在得到越来越多的关注。
本文将介绍纳米材料在水泥基材料中的应用,并探讨其优势与挑战。
一、纳米材料在水泥基材料中的应用优势1. 改善水泥基材料的力学性能:纳米颗粒具有较大的比表面积和高度的活性,能够与水泥基材料中的水化产物进行更充分的反应,从而提高水泥基材料的力学性能,如强度、抗裂性等。
2. 提高水泥基材料的耐久性:纳米材料能够填充水泥基材料中的微观缺陷,提高其致密性和抗渗性,从而延长材料的使用寿命,并减少维修与更换的频率。
3. 调控水泥基材料的微观结构:纳米材料可以通过改变水泥基材料的晶体结构和孔隙结构,调控材料的物理和化学性能,从而实现对材料性能的精确控制。
二、纳米材料在水泥基材料中的具体应用1. 纳米硅酸盐颗粒的应用:纳米硅酸盐颗粒可以用作水泥基材料的掺合料,能够增强水泥基材料的力学性能和耐久性。
同时,纳米硅酸盐颗粒还具有催化剂的作用,可以促进水泥基材料的水化反应,提高水泥基材料的早期强度。
2. 纳米氧化铝颗粒的应用:纳米氧化铝颗粒可以用作水泥基材料的填料,能够填充水泥基材料的孔隙,提高材料的致密性和抗渗性。
此外,纳米氧化铝颗粒还能够吸附水泥基材料中的有害物质,减少材料的污染程度。
3. 纳米碳纤维的应用:纳米碳纤维可以用作水泥基材料的增强材料,能够提高材料的强度和韧性。
此外,纳米碳纤维还具有导电性和导热性,可以应用于水泥基材料的防雷和导热等方面。
4. 纳米氧化钛颗粒的应用:纳米氧化钛颗粒可以用作水泥基材料的添加剂,能够吸收紫外线,减少水泥基材料的老化和变色。
同时,纳米氧化钛颗粒还具有自洁性,能够降低材料的污染和维护成本。
三、纳米材料在水泥基材料中的挑战与展望1. 纳米材料的合成和制备:纳米材料的合成和制备方法仍面临一定的挑战,如成本高、工艺复杂等。
混凝土结构中纳米复合材料的性能评价研究

混凝土结构中纳米复合材料的性能评价研究1. 研究背景混凝土作为一种广泛应用于建筑和工程领域的材料,其性能的优化一直是学术界和工程实践的关注焦点。
纳米复合材料因其特殊的物理和化学性质,被广泛应用于各种领域中。
在混凝土结构中加入纳米复合材料,可以改善混凝土的力学性能、耐久性和抗裂性能,从而提高混凝土结构的整体性能和寿命。
因此,混凝土结构中纳米复合材料的性能评价研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
2. 纳米复合材料在混凝土结构中的应用纳米复合材料是由两种或两种以上的材料组成的复合材料,其中至少一种成分的尺寸在1-100纳米之间。
纳米复合材料的应用可以改善混凝土结构的性能,其中包括以下方面:(1)力学性能:纳米复合材料可以改善混凝土的强度和刚度,提高其抗压强度和抗拉强度等机械性能。
(2)耐久性:纳米复合材料可以改善混凝土的耐久性,提高其抗冻融性、耐久性和耐化学侵蚀性。
(3)抗裂性能:纳米复合材料可以改善混凝土的抗裂性能,减少混凝土的裂缝产生和扩展。
3. 纳米复合材料对混凝土结构性能的影响(1)力学性能纳米复合材料可以提高混凝土的强度和刚度。
研究表明,添加适量的纳米复合材料可以提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。
同时,纳米复合材料可以改善混凝土的变形性能和疲劳性能。
(2)耐久性纳米复合材料可以提高混凝土的耐久性,减少混凝土的裂缝产生和扩展。
研究表明,添加纳米复合材料可以提高混凝土的抗冻融性、耐久性和耐化学侵蚀性。
(3)抗裂性能纳米复合材料可以减少混凝土的裂缝产生和扩展。
研究表明,添加纳米复合材料可以改善混凝土的抗裂性能,减少混凝土的裂缝产生和扩展。
4. 纳米复合材料对混凝土结构的应用纳米复合材料可以通过以下方式应用于混凝土结构中:(1)直接加入混凝土中。
(2)与混凝土一起混合。
(3)与混凝土表面涂层。
5. 纳米复合材料在混凝土结构中的性能评价(1)力学性能评价通过测量混凝土的抗压强度、抗拉强度、弹性模量等力学性能参数,评价纳米复合材料对混凝土力学性能的影响。
纳米材料在水泥基材料中的应用

纳米材料在水泥基材料中的应用引言:近年来,纳米材料在各个领域的应用越来越广泛,其中在水泥基材料中的应用也备受关注。
纳米材料的引入能够显著改善水泥基材料的性能,提高其力学性能、耐久性和抗裂性能,同时还能够优化材料的微观结构。
本文将介绍纳米材料在水泥基材料中的具体应用及其优势。
一、纳米颗粒在水泥基材料中的应用纳米颗粒是纳米材料的一种常见形态,其直径在1至100纳米之间。
纳米颗粒可以作为水泥基材料中的添加剂,用于改善其性能。
例如,纳米二氧化硅颗粒可以增加水泥基材料的强度和耐久性,提高其抗裂性能。
此外,纳米二氧化硅颗粒还能够填充水泥基材料中的微观孔隙,减少渗透性,提高材料的防水性能。
二、纳米纤维在水泥基材料中的应用纳米纤维是一种纳米级别的纤维材料,其直径通常在1至100纳米之间。
纳米纤维可以作为增强材料添加到水泥基材料中,以提高材料的力学性能。
例如,纳米碳纤维可以显著增强水泥基材料的抗拉强度和抗冲击性能。
此外,纳米纤维还能够改善水泥基材料的断裂韧性,防止材料出现微裂纹。
三、纳米涂层在水泥基材料中的应用纳米涂层是一种应用纳米技术制备的薄膜材料,可以覆盖在水泥基材料的表面,以改善其性能。
例如,纳米氧化铝涂层可以增加水泥基材料的硬度和耐磨性,延长其使用寿命。
此外,纳米涂层还能够改善水泥基材料的抗污染性能,减少污染物对材料的侵蚀。
四、纳米颗粒增强水泥基材料的机制纳米颗粒作为添加剂引入水泥基材料中,可以通过多种机制提高材料的性能。
首先,纳米颗粒可以填充水泥基材料中的微观孔隙,减少孔隙率,提高材料的致密性和强度。
其次,纳米颗粒能够与水泥基材料中的水化产物反应,形成纳米晶体,增加材料的强度和硬度。
此外,纳米颗粒还能够改变水泥基材料的微观结构,提高其抗裂性能和耐久性。
五、纳米材料在水泥基材料中的应用前景纳米材料在水泥基材料中的应用具有广阔的前景。
随着纳米技术的不断发展,更多种类的纳米材料将被开发出来,并应用于水泥基材料中。
纳米高岭土对水泥混凝土性能的影响

3 d 抗折 抗压
4. 61 4. 82 21. 4 22. 5
7 d 抗折 抗压
6. 2 1 6. 34 3 3 0. 31. 2
2d 8 抗折 抗压
7. 4 5 7. 72 46. 7 48. 6
从表4 中可 以看 出,经 过冻融后两组试 块的质量 均有减少 ,强度均有下降 。从质量损 失率来看 ,掺有 1 %纳米高岭土 的C 0 组试块小 于未掺纳米高 岭土的基 准组 ;从强度损失率来看 ,基准组试块的抗压强度损 失 1%左右 ,而掺有 1 %纳米 高岭土 的C 0 0 组试 块抗压 强度 损失 仅为5 %左右 。 出现这 种现象 主要是 由于纳 米高岭土掺入水泥混凝土后 ,使得混凝 土内部孔径有 了很大程 度 的减少 ,从 而导致 混凝 土结 构体更 加致 密 ,因此 ,大大改善 了水 泥混凝土 的抗冻融性 能。 2 3砂 浆试块 抗渗 性试 验 . 纳米高 岭土对混凝土的抗冻性能试验 采用基准组 A与掺 量 1%高 岭土 的C 0 组试样进 行对 比。砂浆试 块 在标准养护2 d 8 后进行抗渗试验 ,保持水压 12 a .MP ,
() I 纳米高岭土 可取代适量 水泥作为混 凝土 的掺 合料 ,当取 代率为5 %、1%、1%时 ,混凝土试块 的 0 5 抗 折 强度和抗 压 强度均 有 明显提高 ,且 当取 代率 为 1 %时 ,提高 幅度最大 。 0 () 2 纳米 高岭 土取代率 为 l%时 ,试块 与基准 组 0 试 块相 比,其抗 冻融性和抗 渗性均有所提 高 。
2 2砂 浆试块 抗冻 融性试 验 .
纳米高岭土对混凝土的抗冻性 能试验采用基准组 A与掺量 1 %高岭 土的 c 试样进行对 比,将经过 标 0 组 准养护2d 的A 8后 组和 C 组试块放入全 自动低温冻融 试 验器材 中 ,经过冻融 循环 1 0 以后 取 出,对 比两 组 0次 试块 的质量和 强度损失率 ,结果见表4 。
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( 大连 海事大学 交通运输装备 与海洋工程学院 , 辽 宁 大连 1 1 6 0 2 6 ) 摘 要 : 研 究 了纳 米 高岭 土 颗粒 对不 同龄期 水 泥基 材料微 观 结构 ( 微 孔 结构 、 微 观 结构 ) 及 物 理 力 学
性 能( 工作性 、 抗 弯强度 、 抗 压 强度 、 氯 离子 渗 透性 ) 的影 响 。结果 表 明 , 纳米 高岭 土颗 粒 的填 充 效应 及 其对 水 泥水化 的促进 作 用改善 了水 泥基 材 料 的 微观 孔 结 构 , 限制 了氯 离子 在 水 泥基 材 料 中的渗
Ab s t r a c t : The e f f e c t s o f k a o l i ni t e c l a y on t h e mi c r o s t r uc t ur e (p or e s t r u c t u r e, i nt e r na l s t r uc t ur e) a n d me c h a ni c a l p r op e r t i e s( wo r k a bi l i t y,e a r l y — a g e a nd l on g — t e r m f l e xu r a l s t r e n gt h。c hl o r i d e d i f f u s i on p r op e r t y) o f t h e c e me n t i t i ous c o mpo s i t e s we r e t e s t e d .I t i s s ho wn t ha t t he a dd i t i o n o f c l a y i mp r o ve s t he mi c r o — po r e s t r u c t u r e i n t h e c e me n t p a s t e a n d l i mi t s t he i n t r od uc t i o n of c hl o r i de i o ns . As a r e s ul t ,i t i s s ug ge s t e d t h a t t he ka o l i n i t e c l a y wou l d a c t a s b ot h f i l l e r a nd a c c e l e r a t o r o f c e me nt hyd r a t i on . Co mp a r e d wi t h t h e c on t r ol s pe c i me n,t h e f l e xu r a l s t r e n gt h o f c e me nt p a s t e wi t h 1 ka o l i ni t e c l a y i nc r e a s e d by 3 0 41 ,3 9 .04 ,
透扩散 。 当高岭 土 为水 泥质量 的 1 时, 水泥 浆 1 、 3 、 7 、 9 0 d抗 弯强度 分别 提 高 3 0 . 4 1 、 3 9 . 0 4 、 3 6 . 2 7 和 3 8 . 3 2 ; 当高岭 土为 水泥质 量 的 5 时, 水泥砂 浆 氯 离子扩散 系数 降低 5 3 . O 3 ; 混凝 土
Fa 门 Yi n g f a n g , Zh a n g Sh i y i
( Tr a f f i c Eq u i p me n t a n d Oc e a n E n g i n e e r i n g,Da l i a n Ma r i t i me Un i v e r s i t y, Da l i a n 1 1 6 0 2 6, Li a o n i n g, P. R. Ch i n a )
Vo I . 3 6 No . 1
Fe b. 2 O1 4
d o i : 1 0 . 1 1 8 3 5 / j . i s s n . 1 6 7 4 — 4 7 6 4 . 2 0 1 4 . 0 1 . 0 2 0
纳 米 高 岭 土 颗 粒 改性 水 泥 基 复合材 料 的性 能
增加 关 系。
关 键词 : 纳米 高岭 土 ; 水 泥基材 料 ; 工作 性 ; 强度 ; 渗透性 ; S E M; 氯 离子 ; RC M 中图分 类号 : TU5 2 文献标 志码 : A 文章编 号 : 1 6 7 4 — 4 7 6 4 ( 2 0 1 4 ) O 1 — 0 1 3 0 — 0 8
第 3 6 卷第 1 期
2 O 1 4年 2 月
土 c 木 建 筑 与 环 境 工 程 J o u r n a l o f Ci v i l .Ar h i t e c t u r a l& En v i r o n m e n t a l En g i n e e r i n g
Me c h a ni c a l a n d Chl o r i d e Di f f u s i o n Be h a v i o r o f Ka o l i ni t e Cl a y Mo d i f i e d Ce me nt - Ba s e d M a t e r i a l
氯 离子 扩 散 系数 随 高 岭 土掺 量 增 加 呈 指 数 递 减 ; 当高岭 土 为水 泥 质 量 的 5 时, 氯 离 子 扩 散 系 数 降
低 1 8 . 8 7 ; 抗 压 强度 分别提 高 2 8 . 4 ; 改性 混凝 土 2 8 d抗 压强度 与 混凝 土氯 离子扩 散 数 呈线 性