文献综述纳米碳酸钙对混凝土性能的影响选读.docx

纳米碳酸钙对混凝土性能的影响研究进展 摘要：本文主要通过对文献的查阅将别人对纳米碳酸钙对混凝土性能的影响的研究进行归纳总结，分别从混凝土强度，耐久性、流动性等几个方面来阐述。 关键词：纳米碳酸钙、混凝土性能、耐久性、强度 流动性 研究背景：混凝土是当今社会用途最广泛的建筑材料之一。但从现代混凝土开始应用于土木工程至今的多年的时间内,大量的钢筋混凝土结构由于各种原因提前失效,达不到设计的寿命。其原因有的是由于结构承载能力的安全设置水准较低或整体牢固性较低【1】,有的是后来使用荷载增加造成的,但更多的是由于混凝土结构的耐久性不良造成的。在外部环境下,混凝土长期遭受腐蚀介质的作用,导致混凝土结构性能的裂化、耐久性降低，以及其他性能的下降而使混凝土提前发生破坏。因此改善混凝土的性能已经成为研究的热点。 由于纳米材料具有的特殊???能而被誉为世纪的新材料。虽然其成本较高,用于改善混凝土性能的研究还较少。但随着纳米材料制造成本的降低,其应用领域也将越来越广泛,也为纳米材料在高耐久性混凝土和高性能混凝土中的应用带来了希望。目前纳米碳酸钙与其他纳米材料相比价格较为便宜，因此研究它对混凝土中性能的影响具有重大的意义 研究进展：纳米碳酸钙是一种惰性颗粒、活性低、具有价格优势的矿物微粉材料，相较于纳米Si02颗粒，其价格约只有纳米Si02的十分之一。由于其微小的颗粒尺寸，纳米CaC03表面原子数、表面积、表面能都迅速增加，从而具有与普通粒子不同的特性。目前研究主要着眼于将纳米CaC03掺入混凝土中，对混凝土性能的影响。 杨杉等【2】研究了纳米碳酸钙对钢纤维混凝土物理力学性能的影响。研究表明，适量的纳米碳酸钙可以改善钢纤维混凝土的和易性，提高混凝土各个龄期的抗折强度及抗压强度。这是由于将纳米碳酸钙掺入混凝土后，会以纳米碳酸钙为微晶核，在水泥水化产物表面发生大量键合，形成更多的C．S．H凝胶相。在原有的网络结构基础上，建立一个新的以纳米碳酸钙为结点的三位空间网络，改善水泥石的微观及亚微观结构，进而影响混凝土的力学性能，改善钢纤维混凝土的韧性。 应姗姗等【3】应用X.ray和SEM技术等，研究了纳米碳酸钙对蒸压加气混凝土性能的影响。表明掺入纳米碳酸钙后，试块具有较高的抗压强度及较小的干燥收缩量，且主要的水化产物托勃莫来石结晶情况良好，整体结构密实。孟涛等【4】研究了纳米碳酸钙对水泥水化性能和界面性质的影响，表明纳米碳酸钙对水泥早期强度影响大，对早期水泥水化具有促进作用，且掺入纳米碳酸钙颗粒将降低Ca(OH)2在界面处的定向排列和密集分布，改善界面的性能。杨瑞海等【5】研究了复合纳米材料对混凝土的影响，结果表明掺入复合纳米材料混凝土的流动性、抗硫酸盐腐蚀、抗氯离子侵蚀的能力均有所增强。 王冲等【6】研究纳米碳酸钙对硅酸盐水泥水化特性的影响，纳米碳酸钙的掺入促进了水泥的水化放热速率，水化放热亦随之增加; 而且随着纳米碳酸钙掺量增大，硅酸盐水泥水化生成的Ca( OH)2含量与化学结合水量皆增加; 掺入纳米碳酸钙水泥基材料的抗折和抗压强度提高，掺量为1.5%时对水泥基材料的力学性能提高最为显著。研究结果显示纳米CaCO3加速了硅酸盐水泥的水化。 一 纳米碳酸钙概述 纳米CaC03是最早开发的无机纳米材料之一，至今仅有20年的历史。CaC03作为一种优质的填料和白色颜料，具有价格便宜、资源丰富、色泽好的特点，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、医药等许多行业。近年来，随着CaC03的超细化、结构复杂化及表面改性技术的发展，极大地提高了它的应用价值。尽管纳米CaC03及纳米技术都得到了迅猛发展且在许多领域取得了广泛应用，但利用纳米CaC03对水泥基材料的改性还未深入，特别是关于纳米CaC03对混凝土性能的影响的研究报道很少，绝大多数关于纳米微粉对水泥基材料的影响研究主要以硅灰为主。已有报道表明，超细微粉对水泥基材料的改性效应，概况起来有以下两点【7】： (1)物理效应，是指将纳米材料掺入到水泥基材料中后，应用纳米材料某些特殊的物理性质改善基体材料的微观结构或基体反应环境，从而改善水泥基的性能。这种物理效应主要包括有颗粒级配调节、颗粒间相互填充以及调节水化产物的“晶核作用”。 (2)化学效应，是指纳米粉体材料参与和促进高性能水泥基材料反应所产生的效应。由于纳米材料颗粒的粒径极小，比表面积大，分布于粒子表面的原子数与总原子数之比随着粒径的减小而急剧增加。而表面原子的结合能、晶体场环境与内部的原子不同，从而引起表面原子周围缺少相邻的原子，形成许多悬空键，具有不饱和性质，化学活性大。 基于以上纳米粉体对水泥基材料的改性作用，我们可以认为作为纳米级的纳米CaC03将其掺入到混凝土中可以起到改性作用。 二 纳米碳酸钙对混凝土的性能的影响 2.1纳米碳酸钙对混凝