為了區(qū)別6種納米金屬氧化物（Al₂O₃、CuO、ZrO₂、MgO、Fe₃O₄和Fe₂O₃）對水泥基材料力學(xué)性能的貢獻(xiàn),通過等質(zhì)量替代（2%和4%）水泥,制備水泥基材料,測試其力學(xué)性能。結(jié)果表明:納米Al₂O₃、CuO、ZrO₂、MgO、Fe₃O₄和Fe₂O₃均能提高水泥基材料的抗折強度和抗壓強度,納米ZrO₂的增強作用最大,28～90 d時分別為34%～47%和28%～51%,納米CuO的增強作用最小,28～90 d時分別為4%～9%和4%～10%。通過影響系數(shù)和增長速率的計算發(fā)現(xiàn),6種金屬氧化物對水泥基材料的促進(jìn)作用主要集中在28 d前,28 d后的促進(jìn)作用不明顯。分析認(rèn)為,6種納米金屬氧化物在水泥基材料中主要發(fā)揮填充作用,晶核作用和表面活性作用,達(dá)到促進(jìn)水泥... 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020年25期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

水泥基材料的抗折強度

假如純水泥基材料養(yǎng)護(hù)n d的抗折/抗壓強度為fcn,摻入納米金屬氧化物后,養(yǎng)護(hù)n d的抗折/抗壓強度為fnn,即納米金屬氧化物對水泥基材料的影響系數(shù)為In=fcn/fnn。In≥1時,金屬氧化物對水泥基材料的抗折/抗壓強度有增強作用,In越大,金屬氧化物對水泥基材料的增強作用越大。反之,納米金屬氧化物對水泥基材料的增強作用就越小。納米金屬氧化物對水泥基材料抗折/抗壓強度的影響系數(shù)如圖3和圖4所示。圖4 水泥基材料抗壓強度的影響系數(shù)

納米Al2O3、CuO、ZrO2、MgO、Fe3O4和Fe2O3對水泥基材料抗壓強度的影響如圖2所示。6種納米金屬氧化物水泥基材料的抗壓強度均高于純水泥基材料。當(dāng)納米金屬氧化物的摻量為2%時,7種水泥基材料3～7 d的抗壓強度大小順序為Fe3O4>Fe2O3>MgO>Al2O3=CuO>CK,28～90 d的抗壓強度大小順序為ZrO2>Fe2O3>Fe3O4>MgO>Al2O3>CuO>CK,納米ZrO2水泥基材料28～90 d的抗壓強度比純水泥基材料高28%～51%,納米CuO水泥基材料28～90 d的抗壓強度僅比純水泥基材料高4%～10%。當(dāng)納米金屬氧化物的摻量為4%時,納米Fe3O4對水泥基材料養(yǎng)護(hù)3 d時抗壓強度的影響較大,納米MgO和納米Fe2O3的影響基本相當(dāng),納米Al2O3、納米CuO和納米ZrO2的影響基本相當(dāng),但納米MgO和納米Fe2O3水泥基材料的抗壓強度高于納米Al2O3、納米CuO和納米ZrO2。齡期28～90 d時,納米Fe3O4和Fe2O3對水泥基材料抗壓強度的影響基本相當(dāng),納米CuO的影響最小。綜合水泥基材料的抗折強度和抗壓強度發(fā)現(xiàn),當(dāng)養(yǎng)護(hù)齡期大于7 d時,納米ZrO2對水泥基材料抗折/抗壓強度的影響最大,納米CuO的影響最小。從文獻(xiàn)[18]可知,1%～3%納米Al2O3能提高70%的力學(xué)性能,1%～5%納米Fe2O3能提高93.75%的力學(xué)性能[10]。文中的增加幅度相對較小。主要原因是研究者們采用的混凝土/砂漿中所含水泥總量、水膠比及試驗條件和環(huán)境的差異導(dǎo)致其增強作用不同。但諸多文獻(xiàn)的結(jié)果表明,上述6種納米金屬氧化物對水泥基材料有增強作用,這與文中的試驗結(jié)果完全吻合。因此,在實際使用時,可參考文中的結(jié)果進(jìn)行選擇。2.3 納米水泥基材料的影響系數(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米CuO改性水泥基材料力學(xué)與耐久性的試驗研究[J]. 吳福飛,趙振華,董雙快,劉春梅,周開州.  水資源與水工程學(xué)報. 2019(04)
[2]納米MgO對高強水泥基材料力學(xué)與收縮性能的影響[J]. 吳福飛,董雙快,黃宗輝,劉春梅,陸昌婷.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(22)
[3]納米SiO2與粉煤灰的增強效應(yīng)對透水混凝土性能的影響[J]. 荀永寧,馮澤慧,巫廣義,王曙光.  南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(04)
[4]α和γ型納米Al2O3對水泥基材料性能的影響[J]. 吳福飛,董雙快,趙本容,劉春梅,王凱.  水資源與水工程學(xué)報. 2019(02)
[5]納米金屬氧化物混凝土的沖擊力學(xué)性能研究[J]. 彭光,許金余,白二雷,朱靖塞,孟博旭.  建筑科學(xué). 2019(01)
[6]凍融環(huán)境下納米基礎(chǔ)混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性能[J]. 張茂花,李雪成.  自然災(zāi)害學(xué)報. 2018(02)



本文編號：2921333