• 好!欢迎来到湖北至优微硅粉有限公司网站!

    联系我们 | 网站地图

    当前位置:网站首页 > 公司动态 > 技术支持 >
    纳米二氧化硅与硅灰复掺对水泥净浆的改性研究
    上线日期:2019-03-08 08:35:36

    1.引言
     
    纳米技术是对未来经济和社会发展产生重大影响的一种关键(解释:比喻事物的重要组成部分)性前沿技术,利用微纳米粉体技术改性水泥浆体,可产生很好的效果。因此,必须加强纳米粉体对水泥水化产物之间的相互作用机理的研究,为水泥基材料的高性能、多功能、智能(intelligence)化及超耐久性打下扎实的基础。经过翻阅国内外相关资料[1],发现不具有火山灰活性的纳米粉体对水泥浆体性能的影响非常显著,纳米级SiO2对水泥基材料的作用尤其明显,本文对纳米级SiO2对水泥净浆的改性机理进行研究。期望能通过添加纳米级微粉进一步改善水泥浆体的性能,为拓宽纳米材料在水泥基材料领域(domain)开展的应用打下良好的基础[2]。
     
    2.实验(experiment)部分
     
    2.1原料
     
    1) 水泥(C)::P·I 42.5 普通硅酸盐水泥,亚泰鼎鹿牌,其各项性能(xìng néng)技术(Technology)指标均满足国家标准(批准发布:国家标准化主管机构)要求,其中,初凝时间为2 : 27,终凝时间为3 :14。
     
    2) 纳米SiO2:自制,平均尺寸30 nm,比表面积171 m2/g,密度0.5 g /cm3。微硅灰的细度:硅灰中细度小于1μm的占80%以上,平均粒径在0.1~0.3μm,比表面积为:20~28m2/g。其细度和比表面积约为水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍。
    3) 硅灰:市场购买。
     
    2.2纳米粒子表面改性.
     
    由于无机纳米材料本身的极性和颗粒细微化,具有极大的比表面积和较高的比表面能,使它们易团聚,不易在有机介质(起决定作用的物质)中分散,与聚合物配伍性能差,
    直接应用影响纳米粒子的实际作用。为了降低纳米材料的表面极性,提高纳米粒子在有机介质(起决定作用的物质)中的分散能力和亲和力[3],扩大纳米材料应用范围,需要对纳米粒子进行表面改性[4] 。为了提高纳米SiO2的分散性,先取一定量纳米SiO2置于盛有水和无机分散剂的烧杯中,用超声波(是一种频率高于20000赫兹的声波)分散25 min 制得悬浮液。
     
    2.3实验方案(plan)
     
    实验(experiment)方案如表一所示,P部分:在普通硅酸(Acerbity)盐水泥(材料:粉状水硬性无机胶凝材料)中按不同百分含量单掺纳米SiO2粉体;O部分:在普通硅酸盐(XSiO3)水泥中按不同百分含量单掺纳米硅灰粉体;S部分:在普通硅酸盐水泥中按不同质量(Mass)百分比复掺纳米SiO2粉体及硅灰,并保持其总量为50g。对上述水泥净浆进行凝结时间的测试,以观察三个体系凝结时间的变化情况(Condition),对水泥硬化浆体抗压与抗折强度(strength)实验结果进行分析,找出最佳纳米二氧(Oxygen)化(oxidation)硅与硅灰的掺量,并分析二者对水泥水化历程影响的原因。按GB/T1346一2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性检验方法》测定改性水泥净浆的凝结时间。抗压、抗折强度参照 GB/T 17671—99《水泥胶砂强度检验方法》进行测试。
     
    表1改性水泥(材料:粉状水硬性无机胶凝材料)浆体配比方案表
     
    3 实验结果与分析(Analyse)
     
    3.1 改性水泥净浆凝结时间的测定与分析
     
    对改性水泥净浆凝结时间进行了测定(gage),得到结果如表2所示。微硅灰外观为灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重:1600~1700千克/立方米。颗粒形态与矿相结构:硅灰在形成过程中,因相变的过程中受表面张力的作用,形成了非结晶相无定形圆球状颗粒,且表面较为光滑,有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。它是一种比表面积很大,活性很高的火山灰物质。掺有硅灰的物料,微小的球状体可以起到润滑的作用。
     
    表 2 改性水泥净浆凝结时间及水泥硬化浆体抗压/抗折强度
     
    表2结果可知,纳米SiO2粉体的加入使水泥(材料:粉状水硬性无机胶凝材料)净浆的初凝时间、终凝时间以及初终凝时间差都明显缩短,且纳米SiO2粉体掺量越多,对凝结时间的影响越显著。这是由于无定型纳米SiO2所特有的“表面效应”[8尺寸小、表面能较高,位于表面原子占相当大的比例,加速了水泥水化反应速度。对于单掺10%硅灰的试样,水泥浆体的初凝时间和终凝时间都有所增加,说明硅灰对水泥净浆的凝结有一定的抑制作用。S体系在纳米级SiO2粉体与硅灰在水泥净浆双掺总量保持10%不变时,纳米SiO2掺量为3%以内,随SiO2掺量增加,终凝效果增加很多,而由3%增至5%,则终凝效果增加较少。
     
    3.2 水泥硬化浆体抗压与抗折强度分析
     
    水泥硬化浆体抗压与抗折强度(strength)实验(experiment)结果如表2所示。微硅灰外观为灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重:1600~1700千克/立方米。颗粒形态与矿相结构:硅灰在形成过程中,因相变的过程中受表面张力的作用,形成了非结晶相无定形圆球状颗粒,且表面较为光滑,有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。它是一种比表面积很大,活性很高的火山灰物质。掺有硅灰的物料,微小的球状体可以起到润滑的作用。
     
    表2结果可知:P体系当中随着纳米SiO2掺入量的增加,试件抗压、抗折强度和压折比较空白试件均有所降低。Q体系单掺5%和10%硅(silicon)灰的水泥硬化浆体28d抗压强度和抗折强度均高于空白试件,且随硅灰掺入量增加而明显提高,压折比变化不大。S体系可以看出纳米SiO2和硅灰双掺时,随纳米SiO2掺量减少,硅灰掺量增加,强度明显提高,压折比有所提高,但均低于空白试件。当双掺总量为10%,纳米SiO2掺量为1%时,试件各项强度均最高。
     
    4.结论
     
    (1)纳米SiO2粉体的加入使水泥净浆的初凝时间、终凝时间以及初终凝时间差都明显缩短,且纳米SiO
      2:粉体掺量越多,对凝结(condensation)时间的影响越显著。
     

      (2) 随着纳米SiO2掺量增加,试件强度及压折比较空白试件均有所降低,而双掺纳米SiO2和硅(silicon)灰时强度均有所提高,当双掺总量为10%,纳米SiO2掺量为1%时为最佳复掺量。
     
    (3)单掺纳米SiO2时,压折比有明显降低,复掺纳米SiO2和硅灰时压折比有所降低。

    上一篇:

    怎样提高微硅粉的流动性?

    下一篇:

    油田固井专用微硅粉

    湖北至优微硅粉有限公司

    联系人:张经理

    手机:18672691998

    地址:潜江市园林办事处东方社区居民委员会四组90号

    网址:http://www.njhmlf.com


    网站首页 产品展示 新闻中心 工程案例 微硅粉说明 公司介绍 联系我们
    亚博平台网站