纳米碳酸钙对蒸压加气混凝土性能的影响(上)

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纳米碳酸钙对蒸压加气混凝土性能的影响

应姗姗，钱晓倩，詹树林

(浙江大学，杭州310058)

1  引言

随着环境保护与可持续发展成为当今建筑业的热点问题，集环保、节能、轻质、保温等优点为一体的蒸压加气混凝土再一次受到人们的关注。蒸压加气混凝土具有质量轻、保温隔热性好和不燃烧等优点，已广泛在工业与民用建筑中做承重材料和围护材料。然而，蒸压加气混凝土特有的多孔结构使其存在强度较低、吸水率高的特点，在应用中出现空鼓、开裂、脱落、渗漏等质量问题，不利于该材料的进一步发展与推广。因此，必须研究如何提高蒸压加气混凝土的强度及减少干燥收缩，以进一步推广蒸压加气混凝土的应用。

混凝土的各项性能和其内部的孔隙结构有十分密切的关系。目前已有采用各种超细颗粒填充混凝土内部孔隙，从而提高其力学性能和耐久性能的方法，如硅灰、纳米二氧化硅等。然而硅灰的颗粒较大，填充效果一般；纳米二氧化硅价格昂贵，不利于其在混凝土中的广泛使用。为此，本文研究了纳米碳酸钙对蒸压加气混凝土性能的影响。

2  实验

2.1 实验原料及仪器

实验用原材料包括：杭州美亚水泥有限公司生产的美亚牌42.5普通硅酸盐水泥；嵊州产II级河砂，磨细度3500，密度2.65 g／cm³；活性氧化钙含量56%，密度3.20 g／cm³的石灰；活性铝含量为90%，40℃发气量为1.40L／g的铝粉膏；氧化石蜡皂稳泡剂；浙江天一材料有限公司生产的纳米碳酸钙，平均粒径为54.3nm。所用仪器设备：NY-60型60 t液压式压力试验机；101-l型电热恒温鼓风干燥箱；ES-2100A型电子天平；SPl75型立式收缩仪；MNKl031型电子数显千分表。

2.2 实验过程

2.2.1 蒸压加气混凝土试块配合比

试块的配合比见表1。

N00组试块为不掺纳米碳酸钙的对照组，N05、N10、N20、N30四组试块分别掺入占干料质量百分比为0.5%，1%，2%，3%的纳米碳酸钙。

2.2.2 抗压强度试验

将水泥、石灰、石膏、砂、水按设定的配合比一次性投入搅拌机搅拌，加入稳泡剂与纳米碳酸钙及铝粉后继续搅拌40 s，浇注入模，在预养室静停2 h后拆模，入釜蒸压10 h(12.5 atm，190℃)。混凝土每组成型3个，养护至规定龄期，分别测试立方体抗压强度。试件采用100 mm×100 mm×100 mm的试模成型。按照《加气混凝土力学性能试验方法》(GB/T 11971—1997)进行测试。

2.2.3 干燥收缩试验

按照GB／T 11972-1997《加气混凝土干燥收缩试验方法》进行测定。试件制备方法与抗压强度试件相同。制备试件的尺寸为40 mm×40 mm×145 mm，一组3块。在试件两个端面中心各钻一个直径6～10 mm，深度13 mm的孔洞，在孔洞内灌入粘结剂，埋置收缩头，收缩头中心线与试件中心线重合。

2.2.4 微观试验

使用Rigaku D／maX-3B型X射线衍射仪进行物相分析；Hitachi S-4700型场发射扫描电镜进行微观结构观察。

3  结果与讨论

3.1 抗压强度试验结果

试块的抗压强度试验结果见表2。

抗压强度随纳米碳酸钙掺量的变化曲线如图l所示。

由图1可知，掺入纳米碳酸钙的试块与对照试块的抗压强度发展规律大致相同，抗压强度均随着龄期增大而提高。随着纳米碳酸钙掺量的增加，所有龄期试块的抗压强度均出现先上升后下降的趋势，其中纳米碳酸钙掺量为1%试块的抗压强度明显高于其他试块，出釜强度即比对照组试块高出21.9%，其7 d抗压强度比对照组试块高出21.1%。其余掺量的试块早期强度较高，但掺量为2%和3%的试块后期强度反而有所降低。

——待续。摘自《硅酸盐通报》 2011——