纳米材料对玻化微珠保温混凝土性能的影响.pdf
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1、2 0 1 3年第 l 0期 1 0月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI N A CO NCRE T E AND C EME NT P RODUC T S 2 01 3 No 1 0 0c t o b e r 纳米材料对玻化微珠保温混凝土性能的影响 霍建梅 , 李珠 , 王 文婧 ( 太原理工大学建筑与土木工程学院, 0 3 0 0 2 4 ) 摘要 : 通过单 因素及耦 合试验研 究纳米 S i O ( NS ) 和 纳米 C a CO ( NC) 对玻化微 珠保 温混凝土坍 落度及 抗压 强度的影响。NS以 0 5 、 1 0 、 1 5 , NC 以 O 5 、 1 0 、 1 5
2、 等量代 替水泥, 并对混凝土坍落度及 7 d 、 2 8 d立方体抗 压强度进行 了测试 。试验结果表 明, s加入 可显著提 高混凝土的强度 , 且最佳掺量为 1 , 但不利 于混凝土的流动性 : NC的加入降低混凝 土的强度 , 但 改善 了混凝土的流动性, 且最佳掺 量为 O 5 。通过纳米矿物 的合理复掺可制备 出 7 d和 2 8 d立方体抗压强度分别为 2 6 7 MP a 、 4 2 4 MP a , 坍落度 为 1 4 5 ram 的玻化微珠保温承重混凝土 关键词 : 玻化微珠 ; 保 温承重混凝土 ; 纳米 S i O2 ; 纳米 Ca CO3 ; 抗压强度 ; 坍落度 A
3、 b s t r a c t : e e ff e c t o f n a n o S i 0 2 ( N S ) a n d n a n o C a C 0 3 ( N C ) o n t h e c o m p r e s s i v e s t r e n g t h a n d s l u mp o f g l a z e d h o l l o w b e a d i n s u l a t i o n c o n c r e t e w a s i n v e s t i g a t e d b y s i n e f a c t 0 r t e s t a n d c o u p
4、 l i n g t e s t 0 5 、 1 0 、 1 5 o f N S a n d 0 5 、 1 0 、 1 5 o f NC we r e a d d e d t o p a r t i a l r e p l a c e c e me n t T h e s l u mp o f f r e s h c o n c r e t e a n d 7 d、 2 8 d c u b e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h w e r e t e s t e d e t e s t r e s u l t s s h o w tha t a d d
5、 i n g N S c a n s i g n i fi c a n t l y i n c r e a s e c o n c r e t e s t r e n gth a n d t h e o p t i mu m c o n t e n t i s 1 b u t i t i s n o t b e n e fi c i a l to fl o wa b i l i t y o f c o n c r e t e ; a d d i n g NC r e d u c e s c o n c r e t e s t r e n g t h b u t i mp r o v e s f
6、l o w a b i l i t y of c o n c r e t e ,a n d t h e o p t i mu m c o n t e n t i s 0 5 G1 a z e d h o l l o w b e a d i n s u l a t i o n c o n c r e t e w i t h 7 d、 2 8 d c u b e c o mp r e s s i r e s t r e n g t h o f 2 6 7 MP a、 4 2 4 MP a a n d s l u mp of 1 4 5 mm c a n b e ma d e b y s u i t
7、 a b l e a d mi x t u r e s wi th H a n o mi n e r a l s Ke y wo r d s :Gl a z e d h o l l o w b e a d ; Na n o - S i O 2 ; N a n o C a C O3 ; C o mp r e s s i v e s t r e n g t h ; S l u mp 中图分类号 : T U 5 2 8 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 3 ) 1 0 5 4 一 O 4 0前 言 玻化微珠保温混凝土是近年发展迅速的一种 节能环保承
8、重型混凝土 其质轻 、 保温 的特点使建 筑物在全寿命周期内节省了材料用量的同时减少 了建筑 内部与外界 的热交换 。降低 了建筑物的能 耗 。 有广阔的应用前景f 】 - 2 。在玻化微珠保温混凝土 基本 物理力学性能及其性能优化方面 , 李珠3 等通 过正交试验确定 了水泥强度等级 、 水泥用量 、 用砂 量 、 保温轻骨料玻化微珠堆积密度 、 玻化微珠掺量 、 外加剂六个 因素对立方体抗压强度和导热系数影 响的主次顺序 : 张泽平等 在玻化微珠保温混凝土 里采用 陶粒作为轻粗骨料制备 出了最大抗压强度 为 4 5 5 8 MP a , 最小导热系数为 0 1 5 9 W ( m k )
9、的玻 化微珠陶粒保温混凝土。本课题组对不同种类不 同 掺量的外掺料 、 外加剂的玻化微珠混凝土坍落度进 行了试验研究 , 提出了提高玻化微珠保温混凝土 的 和易性以及力学性质的改善方法。 近年来 , 纳米材料应用领域不断扩展 。 目前 已 有许多学者对其在普通混凝土 、 高性能混凝土中的 应用进行了研究 。 并取得了一定的成果。叶青等同 研 基 金 项 目 :教 育 部 高 等 院 校 博 士 点 基 金 项 目资 助 ( 2 01 0 1 4 0 2 1 2 O 0 o 7 ) 。 5 4 - 究 了纳米 材 料对 水 泥基 材料 进行 改 性 , 表 明掺 入 纳 米 S i O : 拌合
10、物变得粘稠 、 流动性下降 , 但能显著提 高混凝土 的强度 ; 李 固华等 6 3 探讨 了纳米微粉 S i O 和 C a C O 对混 凝 土性 能 的影响 , 表 明纳米 S i O 有利 于提 高混 凝 土 的强度 纳 米 C a C O 可 改善 混凝 土 的 工作性 ; 唐明等7 1 将纳米 S i O 与硅灰复合作为高活 性的掺合料 , 探索了复合微粉对水泥基材料的复合 改性效应 。如何将纳米材料合理地应用到玻化微珠 保温混凝土中, 研发出改性的玻化微珠保温 昆凝土 来 进 一 步改 善玻 化微 珠保 温 混凝 土 的力学 、 导 热 性 能 、 工 作性能 是研 发人员 的共
11、 同 目标 。 本文通过采用不同配合 比、 掺合料 的方法来研 究它们 对玻化微珠保温 昆 凝 土力学及工作性能的 影响 并 分析 相应 的作用 机理 。 1 试验原 材料 及方 法 1 1 原材 料 水泥 : 普通硅酸盐水泥 , 强度等级 4 2 5 , 比表面 积 3 4 0 m 2 k g 细度 0 6 5 。 骨 料 : 石 子 选 用 山西 文 水 碎 石 粒 径 5 - 2 0 m m 堆积密度 1 6 0 0 k g m ;砂选用山西晋城某砂石厂 中 砂 含 泥量小 于 2 , 堆积 密度 1 5 0 0 k g m 。 。 玻化微珠 :选用太原某公司生产的 S K D I 1
12、产 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 霍建梅 , 李珠 。 王文婧 纳米材料对玻化微珠保温混凝土性能的影响 品 , 物 理性 能 见表 1 。 纳米 S i O 、 纳米 C a C O : 由太原某公 司提供 , 其 物理指标见表 2和表 3 。 表 1 玻化微珠颗粒的物理性能指标 408 0 24O 0 0 22 59 0 2 1 8 5 9 5 9 6 3 8 99 减水剂 : 太原某化工厂产聚羧酸高效减水剂。 1 2试 验方 法 混凝 土 的力 学 性 能及 和易 性试 验分 别 参 照 G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 普 通 混凝 土力
13、 学 性 能 试 验 方 法标 准 和 G B T 5 0 0 8 0 -2 0 0 2 ( 普通混凝土拌合性 能试 验方法标准 进行 。采用 1 5 0 m m 1 5 0 ram 1 5 0 m m立 方体试件 , 分别作 7 d 、 2 8 d的立方体抗压强度试验。 基准玻 化微珠保温混凝 土的水灰 比为 0 5 , 坍 落度为 1 4 2 mm 强度等级为 C 3 5 。混凝土中总 的胶 结材料用量 5 0 0 k g m 。 ,石子 1 1 6 0 k g m 砂 5 1 0 k m , 玻化微珠 用量 1 3 m 3 m , 减水 剂掺量 2 O , N S 表 4混凝 土配合比
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