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纳米SiO2对水泥饰面砂浆性能的影响

王培铭;朱绘美;张国防

【摘要】研究了纳米SiO2改性水泥饰面砂浆的性能,同时利用环境扫描电镜对砂

浆的微观结构进行分析.结果表明,纳米SiO2掺量为1.5%～2.5%时,砂浆的抗压、

抗折强度和拉伸粘结强度最大增幅均超过60%;纳米SiO2掺量为0.5%～1.5%时,

毛细孔吸水率可降低约40%;纳米SiO2掺量为1.0%～3.0%时,抗泛碱性明显改善;

纳米SiO2掺量为0.5%～3.0%时,砂浆耐沾污性优于基准砂浆.纳米SiO2能细化砂

浆的孔结构和水化产物Ca(OH)2晶体尺寸,使砂浆更致密.

【期刊名称】《新型建筑材料》

【年(卷),期】2010(037)009

【总页数】3页(P14-16)

【关键词】水泥饰面砂浆;纳米SiO2;性能;微观结构

【作者】王培铭;朱绘美;张国防

【作者单位】同济大学,先进土木工程材料教育部重点实验室,上海,200092;同济大

学,先进土木工程材料教育部重点实验室,上海,200092;同济大学,先进土木工程材料

教育部重点实验室,上海,200092

【正文语种】中文

【中图分类】TQ177.6+2

饰面砂浆作为墙体饰面材料，既对建筑物起到一定的保护作用，又能满足建筑艺术

审美的需求，但由于水泥饰面砂浆存在易泛碱和自清洁能力差的问题，其应用受到

一定的限制。纳米SiO2由于具有较大的比表面积、表面能和火山灰活性，可用于

水泥砂浆和混凝土的改性。目前研究主要集中在纳米SiO2对水泥水化过程和微观

结构的影响，以及对水泥和易性、力学性能和耐久性方面的影响[1-4]。研究表明

[2-4]，纳米SiO2的火山灰活性远大于硅灰，能促进水泥水化，大量吸收水泥水

化产物Ca（OH）2，减小Ca（OH）2晶体尺寸，改善水泥浆体的微观结构，提

高硬化水泥浆体的强度和耐久性。本文将纳米SiO2掺加到水泥饰面砂浆中，探讨

其对砂浆力学性能、毛细孔吸水率、抗泛碱性和耐沾污性的影响规律；利用环境扫

描电镜（ESEM）观察纳米SiO2对砂浆微观结构的影响。

1试验

1.1原材料

32.5R白色硅酸盐水泥，上海白水泥有限公司生产；TernalWhite铝酸盐水泥，

凯诺斯公司生产；325目熟石灰粉；30～60目石英砂；325目双飞粉；醋酸乙烯

－乙烯可再分散乳胶粉；甲基羟乙基纤维素醚；硅烷基憎水剂；木质纤维；氧化铁

红颜料，德国朗盛颜料公司产；自来水；纳米SiO2，舟山明日纳米材料有限公司

产，形貌如图1所示，其技术指标如表1所示。

图1纳米SiO2的形貌

表1纳米SiO2的技术指标平均粒径/nm紫外光反射率/%20～50640±300.12

≥99.54585比表面积/（m2/g）松装密度/（g/cm3）纯度/%羟基含量/%

1.2试验配合比

试验用配合比为：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和消石灰粉总量20%，双飞粉10%，

可再分散乳胶粉2%，纤维素醚0.08%，憎水剂0.2%，木质纤维0.2%，颜料

0.4%，其余为石英砂，固体材料质量总计为100%。拌合水的用量根据新拌砂浆

流动度确定，流动度控制在（170±5）mm，砂浆水灰比与纳米SiO2（NS）掺量

如表2所示。

表2砂浆的配合比注：NS掺量指占2种水泥总质量的百分比。编号C0C1C2

C3C4C5C6C7C8NS掺量/%00.51.01.52.02.53.04.05.0水灰比0.72

0.730.740.740.750.750.760.780.79

1.3试验方法

（1）抗压、抗折强度参照GB/T17671—99《水泥胶砂强度检验方法》进行测试。

（2）拉伸粘结强度和毛细孔吸水率参照JC/T1024—2007《墙体饰面砂浆》进行

测试。为了讨论方便，本文采用相对毛细孔吸水率进行分析，按式（1）计算掺加

NS后砂浆的相对毛细孔吸水率δi。

式中：Wi——掺NS后砂浆的毛细孔吸水率，kg/m2；

W0——基准砂浆C0的毛细孔吸水率，kg/m2。

（3）抗泛碱性测试

①淋水方式：在150mm×70mm×5mm的石棉水泥板上刮涂4～5mm砂浆，

刮涂前用苯丙乳液对石棉水泥板作界面处理。