纳米二氧化硅SIO2粉体在混凝土中的应用

jrnano

水泥混凝土是一种优良的建筑材料，广泛应用在路面、房屋建筑、桥梁等领域。但普通水泥混凝土存在抗拉弯强度不足、刚性过大和脆性过高等缺点，易出现断板、开裂等病害，因而极大限制了在高等级场合的应用。

     将少量纳米二氧化硅VK-SH30掺入混凝土中，即可轻易制备出高强度和高耐久性的混凝土。目前，大量的研究结果都证明了纳米二氧化硅VK-SH30对水泥具有良好的改性作用。

    掺入纳米二氧化硅的水泥浆体流动性变小、凝结时间缩短、早期强度显著提高。

    掺纳米二氧化硅能有效、迅速地吸收界面上富集的Ca（OH）2（氢氧化钙），降低Ca（OH）2的取向程度。纳米SiO2与3CaO·SiO2（硅酸三钙）水化生成的Ca（OH）2之间发生二次水化反应。利用纳米二氧化硅VK-SH30吸收和降低水泥硬化浆体本体中的Ca（OH）2，以提高水泥硬化浆体的强度，特别是早期强度。纳米SiO2有效吸收水泥硬化浆体大理石界面中所富集的Ca（OH）2，还可以有效细化界面中的Ca（OH）2晶粒。

    纳米二氧化硅VK-SH30对混凝土的作用主要表现在：

（1）增加强度。使混凝土抗压、抗折强度大大增加，掺入千分之一的纳米二氧化硅VK-SH30，抗压强度可提高10—30%，抗折强度提高20%以上。
（2）增加致密度。抗渗性能提高5—18 倍，抗化能力提高6倍以上。
（3）抗冻性：纳米二氧化硅SIO2在经过300—600次快速冻解循环，相对弹性模量隆低10—15%，而普通混凝土通过25—50 次循环，相对弹性模量隆低为30—73%。
（4）早强性：纳米二氧化硅SIO2混凝土使诱导期缩短，具有早强的特性。
（5）抗冲磨、控空蚀性：纳米二氧化硅SIO2混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高1.5—2.5 倍，抗空蚀能力提高3—12倍。

纳米二氧化硅VK-SH30具体应用于以下工程建设领域：

（1）水利水电工程：大坝进水闸，引水渠道，隧洞，调压井，主厂房下部结构（特别是水机蜗壳）等水工建筑物，充分利用纳米二氧化硅VK-SH30凝土具有良好的防水、抗渗、耐冲磨和抗空蚀的特性。
（2）工民建工程：纳米二氧化硅SIO2混凝土具有早强、高强特点，大量用于工业厂房、高层建筑。
（3）公路建设：充分利用纳米二氧化硅SIO2混凝土的早强、高强、耐磨性能，可以修建高等级公路、机场跑道、公路遂道及路面抢修等工程。
（4）港口、桥梁、盐水工程：纳米二氧化硅SIO2混凝土致密度高，同时具有很高电阻率，不易形成电化学破坏，增强了抗锈蚀性能。

     纳米二氧化硅VK-SH30在水泥材料中的分散。利用微分散技术，超声振荡分散纳米SiO2颗粒，在高速混样器中进行干混或制成溶胶由拌和水带入样品，使纳米SiO2充分、均匀地分散到水泥浆中或混凝土拌和物中。