采用乙烯醋酸乙烯酯可再分散乳胶粉(EVA)对纳米CaCO3颗粒进行改性,并用吸光光度法分析其分散效果。掺入浓度为5%~20%的EVA溶液和1.0%~2.5%的纳米CaCO3制备了水泥基复合材料试件(NCC),研究了改性纳米CaCO3对NCC抗压强度的影响,并用SEM对NCC微观结构进行了表征。结果表明:EVA溶液对纳米CaCO3具有良好的分散作用;纳米CaCO3掺量相同时,EVA溶液浓度越大,减水剂掺量越少;当EVA水溶液的浓度为15%,纳米CaCO3掺量为胶凝材料质量的2.0%时,NCC各龄期的抗压强度最高,表面孔隙较少。

基于坍落度、坍落扩展度、抗压强度和抗压弹性模量试验,研究了体积掺量分别为0.05%、0.1%、0.15%、0.2%的PVA纤维和质量掺量分别为1%、2%、3%、4%的纳米CaCO3颗粒对掺粉煤灰混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明,在一定的掺量范围内,随着纳米CaCO3掺量的增加,混凝土的抗压强度和抗压弹性模量先增大后减小,当纳米CaCO3掺量为3%时,抗压强度和抗压弹性模量达到最大值;随着PVA纤维体积掺量的增加,混凝土抗压强度先增大后减小,而抗压弹性模量整体上呈逐渐减小的趋势,当纤维体积掺量为0.15%和0.05%时,抗压强度和抗压弹性模量分别达到最大值;新拌混凝土的工作性随着纳米CaCO3和PVA纤维掺量的增加而逐渐降低。

通过正交试验研究了纳米CaCO3掺量、水胶比、砂率和再生粗骨料掺量对再生混凝土抗压强度的影响。结果表明,影响再生混凝土7 d抗压强度的主要因素是水胶比,而影响再生混凝土14 d和28 d抗压强度的主要因素是再生粗骨料掺量。此外,适量纳米CaCO3能够改善再生混凝土的抗压强度,其对早期抗压强度的提高更加明显。

为一种旧型号的红外光谱仪开发了数据采集系统,并用VB6.0自行编制了配套软件,实现了实验数据的实时采集及实验曲线的实时绘制,提高了光谱仪的整体性能。同时对固体粉末的制样方法进行改进,提出一种改进的“薄膜法”,从而使样品的制备更加简单、快捷。采用此方法对常规CaCO3粉末及纳米CaCO3粉末的红外光谱进行测定,发现常规CaCO3粉末的谱图同标准谱图吻合得很好,说明此方法具有很好的可操作性和准确性。同时对纳米CaCO3粉末的红外光谱出现反常红外吸收现象的原因进行了分析讨论。

综述了目前国内外学者对纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛等纳米材料在混凝土中的应用及对混凝土力学性能、耐久性能等方面影响的研究进展,总结了目前纳米材料在研究及应用中存在的主要问题,并提出了需要进一步深入研究的建议,展望了纳米材料在混凝土中应用的发展前景。

通过单因素及耦合试验研究纳米SiO2(NS)和纳米CaCO3(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0.5%、1.0%、1.5%等量代替水泥,并对混凝土坍落度及7d、28d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0.5%。通过纳米矿物的合理复掺可制备出7d和28d立方体抗压强度分别为26.7MPa、42.4MPa,坍落度为145mm的玻化微珠保温承重混凝土。

研究了纳米SiO2和纳米CaCO3对混凝土7d、28d和78d抗压强度、劈裂抗拉强度及混凝土抗冻性能的影响。试验结果表明,纳米SiO2能显著改善混凝土力学性能和抗冻性能,试验中最优掺量为2%;纳米CaCO3能显著改善混凝土劈裂抗拉强度和抗冻性能,但对抗压强度影响不显著,试验中最优掺量为3%。

针对外墙接缝用硅酮密封胶易受温度变化、紫外线辐射、水分侵蚀等多种环境因素及与其自身材料性能影响,导致老化程度加快的情况。选择二甲基硅油[C2H6OSi)n]作为增塑剂,纳米CaCO3作为补强填料,经过交联剂和偶联剂共同作用,在催化条件下,制备得到外墙接缝使用的硅酮密封胶样品。结果表明:硅酮密封胶样品经纳米CaCO3改性后,纳米CaCO3的皂化程度、硅酮密封胶的密封性和耐水性得到提高,密封胶的拉伸粘接强度随着养护时间的延长而逐渐增大,硅酮密封胶的老化过程逐渐变慢。