纳米﹢SiO2改性高性能砂浆的氯离子渗透规律初步研究

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1、２０１５年第１２期（总第１６５期）江西建材试验研究纳米ＳｉＯ改性高性能砂浆的氯离子渗透规律初步研究２*陈环涂小红符琼林汪峻峰（海南大学土木建筑工程学院，海口５７０２２８）摘要：面对当前海洋工程建设的需要以及近海工程修复的紧迫性，本文主要针对纳米ＳｉＯ２对水泥基材料性能的改善作用，研究纳米ＳｉＯ２改性高性能砂浆（ＨｉｇｈＰｅｒ-ｆｏｒｍａｎｃｅＭｏｒｔａｒ，简称ＨＰＭ）的力学性能，以及不同加速环境下氯离子在纳米ＳｉＯ２改性ＨＰＭ中的渗透规律。试验结果表明：在胶凝材料、细骨料、外加剂等组分比例不改变的前提

2、条件下，硅粉为１％～５％的掺量范围内，当水灰比控制在ｗ／ｃ＝０．３４时，硅粉掺量为５％的改性ＨＰＭ组综合性能表现最为优秀。同时在不同环境下纳米ＳｉＯ２改性ＨＰＭ氯离子的渗透规律如下：氯离子渗透速率在干湿交替２４Ｈ环境和水浴４０℃加热环境下明显快于自然环境下，且干湿交替环境最为明显。关键词：纳米ＳｉＯ２；ＨＰＭ；干湿交替；水浴加热；氯离子渗透水泥混凝土是目前应用较为广泛的建筑材料，及耐久性能在很大程度上得到改善。但由于普通混凝土强度低、功能单一、耐久性差等特现今全球修建的各种海工建筑物，其结构主体征已难

3、以满足冰冻环境或海洋环境等特殊条件下大材料大部分都是钢筋混凝土，如跨海大桥、港口码［８］型构筑物的要求，因此研发强度高、耐久性优良的混头、海底隧道等。我国海岸线长达３２０００多公里，凝土材料意义重大。随着国民经济的迅速发展，以及基础设施建设的全纳米材料的问世为改善传统混凝土材料性能开面展开，钢筋混凝土作为海工建筑物的主要原材料，辟了新的途径。纳米ＳｉＯ２因其来源广泛、经济性好其混凝土需求量和使用量都将爆发式增长。由于海及其特殊的表面及界面效应等特征，已广泛应用于南海洋环境的特殊性，混凝土工程周期性与海

4、水相［１－４］砂浆或混凝土材料中的纳米改性剂。国内外已接触，受海水或海雾的物理、化学作用，或受海浪撞有众多学者开展了纳米ＳｉＯ２改性高性能砂浆或混凝击、海砂冲刷等作用，容易使混凝土遭受损害而缩短［５－７］［９］土的研究工作，研究表明ＳｉＯ２纳米材料在水泥其耐久性，大部分的实际工程数据已经显示，在我基材料中可发挥化学活性作用、堵塞孔隙率和改善国现今已建为数不少的海洋建设工程中，在远远未晶体结构等，从而很大程度上影响水泥水化速率及达到设计寿命期内就存在严重破损，部分在使用仅水化产物结构特点，导致水泥浆料和

5、界面过渡区特仅１０～２０年就需要大面积的修复和加固，甚至有的点发生改变，最终使得水泥基材料的各项物理性能构筑物使用仅３～５年就不得不彻底推倒重建。导２０５２０１５年第１２期（总第１６５期）江西建材试验研究致大量混凝土结构还未达到使用寿命前就开始出现有广阔的市场。严重破损，为了使用安全不得不耗费大量的资金进本文主要针对海洋工程、核电、风力发电、重型行抢修、加固和重建。美国专家为了更加形象地解机械制造、盐碱地区、核废料处理以及超高层建筑等释钢筋混凝土耐久性问题的严重性曾提出了“５倍定重要工程领域广泛应用的

6、高强高性能水泥基工程材律”。若在设计研究阶段时，对即将新建的工程在钢料，研究纳米ＳｉＯ２掺量对水泥砂浆的力学性能的影筋混凝土防护方面每节省１美元，就意味着当发现响，同时初步探究纳米ＳｉＯ２改性高性能砂浆在海南钢筋锈蚀时采取补救措施就需要多增加５美元，钢不同环境下氯离子渗透规律，为今后找出适宜的加筋锈蚀引起混凝土顺筋开裂时就需要多增加２５美速渗透方法提供一定的参考依据，可有效减少实验元，钢筋混凝土遭到严重破坏时就需要多增加１２５周期，从而提高实验研究效率。［１０］美元。纳米改性水泥基材料具有致密的砂浆孔

7、结１试验原材料及试验方法构和很好的机械强度，不仅提高了海工混凝土抵抗海浪撞击及海砂冲刷的能力，同时还具有优良的抵１．１试验原材料抗海水中氯离子的侵蚀能力，可显著地提高海洋混试验采用的硅酸盐水泥为湖南石门特种水泥有凝土耐海水腐蚀的能力，在海洋工程，如海岸防护、限公司（旋窑）生产的壩道牌Ｐ．Ｉ６２．５水泥，其物理跨海桥梁、商港、渔港、入海口工程、防潮闸、大型深性能指标见表１－１。水码头、海上加油站及海上采油平台等的建设中具表１－１Ｐ．Ｉ６２．５水泥的物理性能指标抗压强度抗折强度比表面积细度水泥品种凝结时间

8、（ｍｉｎ）２２烧失量（％）（Ｍｐａ）（Ｍｐａ）（ｍ／ｋｇ）（ｍ／ｋｇ）初凝终凝３ｄ２８ｄ３ｄ２８ｄＰ·Ⅰ６２．５３９３３．１４２．０８１４６１８９５０．８７０．９９．３９．４试验采用的硅粉是由博康特（北京）材料化学科必须提前与水泥和硅粉充分混合均匀，并置于搅拌技发展有限公司提供的特种硅粉，其质量符合国家机下干搅３０ｓ。标准ＧＢＴ１８７３６－２００２《高强高性能混凝土用矿物外１．２试验方法加剂》中的相关规定；骨料取自海南岛南渡江河沙，试验制备的高性能砂浆使