纳米材料对水化硅酸钙与水泥基材料作用的研究

发布时间：2021-01-09 07:28

　　利用纳米材料进行改性已成为增强水泥基材料性能的重要方法,至今为止已得到了大量的应用。在此基础上,为了更深入地认识纳米材料对水泥基材料性能的增强机理,有必要对这种增强作用的原理进行进一步研究。本文通过设计三组实验,利用多种表征方法,从不同的角度研究了纳米材料对水泥基材料以及其中的水化硅酸钙的影响。本文首先以氧化石墨烯为例,将其与复分解法制备的水化硅酸钙进行结合,以研究纳米材料对水化硅酸钙的影响。利用X射线衍射、扫描电镜、²⁹Si固体核磁共振、X射线光电子能谱等实验进行表征后发现,氧化石墨烯的掺入可以提高水化硅酸钙的聚合度,且这种影响来源于氧化石墨烯与水化硅酸钙的界面。而同时在界面处,氧化石墨烯对水化硅酸钙的结晶度与硅链结构等也产生了一定影响。此外,本文通过氧化钙与二氧化硅在碳纳米管水分散液进行反应,制备了表面覆有水化硅酸钙的碳纳米管,并将其掺入水泥净浆中。对水泥净浆试件进行力学性能测试后发现,掺加了复合后碳纳米管的净浆试件的力学性能高于掺加了普通碳纳米管的试件,而在掺入0.24%水化硅酸钙修饰碳纳米管的净浆试件中,28天的抗折与抗压强度相比于普通的净浆试件分别提高了... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水泥三钙水化过程的等温量热曲线(灰色线为硅酸三钙水化)[z]

两种晶体相比，C-S-H 存在着更多的缺陷。而另一方面，托钵莫来石与硅钙石的钙硅比分别为 0.83 与 1.5，而在水泥净浆中出现的平均钙硅比则约在 1.7~2.0 之间。因此 Taylor 提出了基于这两种晶体的 C-S-H 模型，通过随机地去除两种晶体中的部分硅氧四面体，考虑 Ca(OH)2的存在等假设，满足了实验中发现的钙硅比与结构无序等结果的条件。去除部分硅氧四面体会引起整体的钙硅比升高，而这种去除方式的随机性也导致得到的结构相比于之前的晶体更加无序。对于人工合成的 C-S-H，与托钵莫来石相似的 C-S-H 一般称作 C-S-H(I)，而与硅钙石相似的 C-S-H 一般称作 C-S-H(II)。Taylor 在对这两种 C-S-H 的选区电子衍射实验中也观察到了随着钙硅比的升高发生的 C-S-H 结构的变化。综合来看，Taylor 提供的 C-S-H 结构模型为后续的研究提供了重要基础。后续的研究也从不同的角度验证了上述模型。例如，根据以上模型，随着钙硅比的增加，会有更多的硅氧四面体的位置会被钙离子取代，使得原有的无限长的硅链变为长度有限的离散的链，且链长逐渐变短，总体上使得硅的聚合度降低。CongX 等[7]通过29Si 核磁共振实验，研究了不同钙硅比下 C-S-H 中硅的聚合度的变化。由于硅链端部与中部的硅氧四面体中硅连接状态的差异，在核磁共振实验中可以

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文比例与整体数量，促进水化反应的进行，从而改善性能[29]。尽管目前可以得出纳米材料对水化过程中的 C-S-H 具有调控作用，但已有的研究尚未充分的进一步从更深的角度（如原子、分子尺度）解释作用原理。早期分散


本文编号：2966224