第１０卷第４期 ２０１１年ｌ２月 宁夏工程技术 Ｎｉｎｇｘｉａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．１０ Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２０１１ 文章编号：１６７１—７２４４（２０１ １）０４—０３３０—０４ 纳米ＳｉＯ２和纳米ＣａＣＯ３增强混凝土强度 的试验研究 王德志 ，一， 孟云芳 ， （１．宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏银川 ７５００２１； ２．宁夏大学旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心，宁夏银川 ７５００２１） 摘要：为了研究纳米ＳｉＯ：、纳米ＣａＣＯ 对混凝土力学性能的影响，进行了混凝土抗压强度和抗劈裂强度试验． 纳米ＳｉＯ２以０．５％，１．０％，２．０％，３．０％，纳米ＣａＣＯ３以１．０％，３．０％等量取代水泥，标准养护７，２８，７８，１２８ ｄ后进 行混凝土强度测试．结果表明：纳米ＳｉＯ 以３％等量取代时可以加速混凝土中ｃ—ｓ—Ｈ凝胶在水化早期和二次水 化反应中的形成，从而提高混凝土的抗压和劈裂强度，从经济的角度考虑纳米ＳｉＯ 的最优掺量为２％；纳米 ＣａＣＯ 可以吸收Ｃａ（ＯＨ） ，促进水化碳铝酸钙的生成而提高混凝土的强度，其最优掺量为３％． 关键词：劈裂强度；抗压强度；纳米ＳｉＯ２；纳米ＣａＣＯ３ 中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标志码：Ａ 普通水泥颗粒粒径通常在７－２００ ｍ，但其约有 成浆体生成水化硅酸钙凝胶体的速度超过硅粉的速 ７０％的水化产物水化硅酸钙凝胶（Ｃ—Ｓ—Ｈ凝胶） 度．陈荣升 对掺加纳米ＳｉＯ：与硅粉的水泥浆体凝 尺寸在纳米级范围，经测试凝胶的平均粒径为 结时间和强度进行了对比试验，研究结果表明：与掺 １０ ｎｍ［ ．Ｎｏｎａｔｐｌ通过原子力显微镜（ＡＦＭ１，Ｊｅｎｎｉｎｇｓ￣ 硅粉的水泥浆体相比，掺纳米ＳｉＯ 的浆体具有流动 和Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ［５］分别通过中子小角散射仪（ＳＡＮＳ）和 透射电子显微镜（ＴＥＭ）确认Ｃ—Ｓ—Ｈ是由最小粒径为 ５ ｎｍ的纳米颗粒组成，即水泥石实际上是由水化硅 酸钙凝胶为主凝聚而成的细观上相当粗糙的初级纳 性变小和凝结时间缩短的现象，掺入纳米ＳｉＯ：能提 高水泥浆体硬化的早期强度． 因此，探索利用具有优异特性的纳米材料改性 混凝土是增强混凝土强度和提高混凝土耐久性的新 米材料［６１．根据Ｍｅｈｔａ改善性能的“最简单、最有效的 思路，本试验考察纳米ＳｉＯ 和纳米ＣａＣＯ。对混凝土 解决方案”［７１，可以利用纳米材料填充微裂缝和孔 力学性能的影响． 隙，改善混凝土纳米结构的密实性，提高混凝土的耐 １试验材料和试验方法 久性．Ｂａｌａｇｕｒ ＩＳ］通过纳米技术研究了水泥的水化进 程，发现混凝土较好的微纳米结构确实可以明显改 善混凝土的性能． １．１试验材料 ｆ１１水泥：采用宁夏赛马水泥厂生产的４２．５ ＭＰａ Ｌｉｍ在混凝土中掺加纳米ＳｉＯ 和粉煤灰后发现， 普通硅酸盐水泥，经检测满足国家标准的要求． 纳米ＳｉＯ 填充粉煤灰和水泥颗粒之间的空隙，改善 ｆ２）骨料：采用宁夏镇北堡产山砂，细度模数 了混凝土的孔分布，显著提高了混凝土的早期强度． ３．０的中砂，表观密度２．６０ ｇ／ｃｍ ，堆积密度１．５０ ｇ／ｃｍ。， Ｂｉｇｌｅｙ和Ｇｒｅｅｎｗｏｏｄｔ９］发现纳米ＳｉＯ：可以提高自密 含泥量１．５％；人工碎石，粒径５～２０ ｍｍ，连续级配， 实混凝土的抗离析性能．Ｍａｎｎ［ ０】的研究认为质量掺 压碎指标６．５％． ｆ３）纳米ＳｉＯ：、纳米ＣａＣＯ，：采用杭州万景新材 量为１％的碳纳米管可以同时改善混凝土的抗压性 Ｏ 和ＣａＣＯ，，性能指标如 能和抗弯性能．叶青［１１］用ＸＲＤ物相分析和强度试验 料有限公司生产的纳米Ｓｉ对纳米ＳｉＯ 与硅粉的火山灰活性进行了比较试验， 认为纳米ＳｉＯ 与氢氧化钙的反应速度远高于硅粉 与氢氧化钙的反应速度，由纳米ＳｉＯ：与Ｃａ（ＯＨ） 制 收稿日期：２０１１－１０－２５ 表１所示． （４１减水剂：采用北京慕湖公司生产的ＦＤＮ高 浓型萘系高效减水剂． 基金项目：宁夏自然科学基金资助项目（ＮＺ１１５９）；宁夏大学科学基金资助项目（ＮＤＺＲ１０—４４） 作者简介：王德志（１９８１一），男，讲师，主要从事建筑材料方面的研究． 第４期 王德志等：纳米ＳｉＯ 和纳米ＣａＣＯ 增强混凝土强度的试验研究 ３３１ （５）水：拌和水、养护水均为自来水，满足规范 对水质的要求． 表１矿物掺合料的物理性能 量为２％时，各龄期强度较ｘ１分别提高２４．０％， ４０．７％和３４．５％；当掺量为３％时，各龄期强度较ｘ１ 分别提高２０．０％，２９．６％和４４．８％．当水胶比为０．３５， 纳米ＳｉＯ 对混凝土抗拉强度的增强程度降低，当掺 量为２％时，２８ ｄ和７８ ｄ强度较ｘ２分别提高 １１．８％和８．１％；当掺量为３％时，２８ ｄ和７８ ｄ强度 较Ｘ２分别提高１１．８％和１３．５％．综上可知，纳米 １．２试验方法 ＳｉＯ ２％和３％的掺量使混凝土抗拉强度显著提高， ｝昆凝土的拌和、成型养护、抗压强度、劈裂强度 但两者的影响程度相差不大，从经济性的角度考虑， 试验方法依据ＧＢ／Ｔ ５００８ １－２００２￣普通混凝土力学 纳米ＳｉＯ：２％的掺量最优． 性能试验方法》的规定实施，采用１００ ｍｍｘｌＯ０ ｍｍ￣ ２．１．２纳米ＣａＣＯ 对劈裂抗拉强度的影响 图２ １００ ｍｍ的模型，试件标准养护龄期为７，２８，７８，１２８ ｄ． 基准混凝土的砂率为４３％，固定水用量为 为纳米ＣａＣＯ 对混凝土抗拉强度的影响，随着水胶 １５０ ｋｇ／ｍ３，水胶比０．３５和０．４．纳米ＳｉＯ２按０．５％， 比的降低，混凝土抗拉强度提高；随着纳米ＣａＣＯ， １％，２％和３％（质量分数），纳米ＣａＣＯ 按１％，３％ 掺量的增加，抗拉强度提高．水胶比为０．４，掺量为 （质量分数），掺加高效减水剂使混凝土坍落度保持 １％时，各龄期２８ ｄ和７８ ｄ强度较ｘ１分别提高 在６０～１００ ｍｍ之间，混凝土配合比如表２所示． １１．１％和２７．６％；掺量为３％时，２８ ｄ和７８ ｄ强度较 ｘｌ组分别提高１８．５％和３１．０％．当水胶比为０．３５， 表２混凝土试验配合比 纳米ＣａＣＯ 对混凝土抗拉强度的增强程度降低，当 编号水胶比 ｃ ％ 编号槲 ｃ ％ 掺量为２％时，２８ ｄ和７８ ｄ强度较Ｘ２分别提高 Ｘ１ ０．４ ０ ０ Ｘ２ ０．３５ ０ ０ １１．８％和５．４％；当掺量为３％时，２８ ｄ和７８ ｄ强度 ＮＳ１ ０．４ ０．５ ０ ＮＳ５ ０．３５ ２ ０ 较Ｘ２分别提高８．８％和８．１％． ＮＳ２ ０．４ １ ０ ＮＳ６ ０．３５ ３ ０ ２．２掺合料对混凝土抗压强度的影响 ＮＳ３ ０．４ ２ ０ ＮＣ３ ０．３５ ０ １ ＮＳ４ ０．４ ３ ０ ＮＣ４ ０．３５ ０ ３ ２．２．１ 纳米ＳｉＯ，对抗压强度的影响 图３为纳米 ＮＣ１ ０．４ ０ １ ＳｉＯ 对混凝土抗压强度的影响，随着纳米ＳｉＯ：掺量 ＮＣ２ ０．４ ０ ３ 的增加，混凝土７，２８，７８，１２８ ｄ的抗压强度都在增 加．水胶比为０．４，掺量为１％时，各龄期强度较ｘ１ ２试验结果 组分别提高４．４％，６．７％，１２．１％，７．９％；当掺量为 ２％时，各龄期强度较ｘ１分别提高６．３％，１６．７％， 混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度如表３所示． ２０．３％，１５．２％；当掺量为３％时，各龄期强度较ｘ１ ２．１掺合料对劈裂抗拉强度的影响 分别提高８．４％，１５．１％，１４．１％，１９－３％．当水胶比为 ２．１．１ 纳米ＳｉＯ 对劈裂抗拉强度的影响 图１为 ０．３５，掺量为２％时，２８，７８，１２８ ｄ强度较Ｘ２分别提 纳米ＳｉＯ 对混凝土抗拉强度的影响，随着纳米ＳｉＯ： 高７．４％，８．７％，６．２％；当掺量为３％时，２８，７８，１２８ ｄ 掺量由０．５％逐渐增加到３％，混凝土７，２８，７８ ｄ抗 强度较Ｘ２分别提高１０．５％，１３．８％，８．９％． 拉强度均增加．水胶比为０．４，掺量为１％时，各龄期 ２．２．２纳米ＣａＣＯ 对抗压强度的影响 图４为纳 强度较Ｘ１组分别提高１２％，２２．２％和１７．２％；当掺 米ＣａＣＯ 对混凝土抗压强度的影响，随着水胶比的 表３混凝土的抗压和劈裂抗拉强度 齄 抗压强度ｆ／ＭＰａ 抗拉强度ｆ／ＭＰａ 口． 抗压强度∥ＭＰａ 抗拉强度∥ＭＰａ ７ ｄ ２８ ｄ ７８ ｄ １２８ ｄ ７ ｄ ２８ ｄ ７８ ｄ ２８ ｄ ７８ ｄ １２８ ｄ ２８ ｄ ７８ ｄ Ｘ１ ５０．６ ５１．６ ５９．６ ６１．１ ２．５ ２．８ ２．９ Ｘ２ ５４．３ ６０．２ ６４．３ ３．４ ３．７ ＮＳ１ ５０．９ ５５．７ ６３．４ ６６．５ ２．４ ３．４ ３．５ ＮＳ５ ５８．１ ６５－４ ６８＿３ ３．８ ４．０ ＮＳ２ ５２．８ ５５．１ ６６．８ ６５．９ ２．８ ３．４ ３．４ ＮＳ６ ５９．７ ６８．４ ７０．０ ３．８ ４．２ ＮＳ３ ５３．８ ６Ｏ．２ ７１．７ ７０．４ ３．１ ３．９ ３．９ ＮＣ３ ６４．４ ６９．０ ７４．０ ３．８ ３．９ ＮＳ４ ５４．９ ５９．４ ６８．０ ７２．９ ３ ３．６ ４．２ ＮＣ４ ６３．２ ６４．２ ７１．２ ３．７ ４．０ ＮＣ１ — ５８＿３ ６３．２ ６５．０ — ３．１ ３．７ ＮＣ２ — ５６．３ ６２．８ ６５．５ — ３．３ ３．８ ３３２ 宁夏工∞ 宝 黑 水胶比０．４ 水胶比０．３５ －４－－７ ｄ：＋２８ ｄ：＿．－７８ ｄ． 图１纳米ＳｉＯ 对混凝土抗拉强度的影响 降低，混凝土抗压强度均提高．水胶比为０．４，掺量为 １％时，２８，７８，１２８ ｄ强度较Ｘ１分别提高ｌ２．１％， ６％，６－３％；掺量为３％时，２８，７８，１２８ ｄ强度较ｘ１ 组分别提高９．１％，５．３％，７．２％．当水胶比为０．３５，当 掺量为２％时，２８，７８，１２８ ｄ强度较Ｘ２分别提高 １８．６％，１４．６％，１５．１％；当掺量为３％时，２８，７８，１２８ ｄ 强度较Ｘ２分别提高ｌ６．４％，６．６％，１０．７％． ３机理分析 ５ ０ ５ Ｏ ５ Ｏ ５ Ｏ ５ Ｏ 纳米级材料的表面原子周围由于缺少相邻的原 子而形成悬空键，具有极大的不饱和性，易与其他原 子相结合，另外纳米级材料的表面原子数目较普通 尺寸材料的多很多，所以纳米级材料具有很高的表 面能和化学活性． 纳米ＳｉＯ 颗粒微小、表面能高、［ＳｉＯ４ｌ 离子团的 聚合度低，并且具有很高的火山灰活性，颗粒表面结 构易被溶解，解聚出来的［Ｓｉ０４］４－Ｎ子团溶入溶液，并 与Ｃａ（ＯＨ）：发生火山灰反应而形成低钙硅比的二次 Ｃ—Ｓ—Ｈ凝胶，减少了Ｃａ（ＯＨ）：的数量，促进了水泥水 化，增加了混凝土强度『ｌ３１． 纳米ＣａＣＯ 在水化的过程中可以与水泥中的 Ｃ Ａ和Ｃ４ＡＦ发生反应，生成水化碳铝酸钙．Ｄｅｔｗｉｌｅｒ 和Ｔｅｎｎｉｓ Ｅ１４－１５］发现石灰石粉在混凝土硬化过程中除 了上述活化效应外还有加速作用，石灰石粉颗粒作 为一个个成核场所，致使溶解状态中的ｃ—ｓ—Ｈ遇到 固相粒子并接着沉淀其上的概率有所增加，促进了 水胶比０．４ 水胶比０－３５ ＋７ ｄ；州８ ｄ；＿呻８ ｄ；＋１２８ ｄ． 图３纳米ＳｉＯ：对混凝土抗压强度的影响 程技术 第１０卷 皇 赠 ＿ ２８ ｄ： 。・ ７８ ｄ． 图２纳米ＣａＣＯ 对混凝土抗拉强度的影响 Ｃ Ｓ的水化．Ｃ—Ｓ—Ｈ和Ｃａ（ＯＨ） 等主要水化产物的表 面上长满了碳铝酸钙颗粒，其界面状态明显得到改 善并与水化Ｃ，Ｓ颗粒相互交错连接，提高了混凝土 的强度． 纳米ＳｉＯ：和纳米ＣａＣＯ 粉体，其平均粒径为 ２５ ｎｍ，可以发挥颗粒形貌效应，填充水泥基复合材 料的多害孑Ｌ、有害孔隙以及一部分少害孑Ｌ隙．因此， 在水泥基复合材料中掺人一定量的纳米ＳｉＯ 和纳 米ＣａＣＯ 可以大大减少多害孑Ｌ、有害孔和少害孔的 数量，减小水泥基复合材料内部孔隙的半径和孔隙 率．一方面改善｝昆凝土的堆积效果，另一方面混 凝土界面处Ｃａ（ＯＨ）：的生长空间，并Ｃａ（ＯＨ） 的 取向，从而改善过渡层的性质． 综上所述，纳米ＳｉＯ 和纳米ＣａＣＯ 粉体一方面 由于其高化学活性促进了水泥的二次水化反应，另 一方面由于其颗粒微小发挥了较高的物理填充效 应，促进了混凝土强度的提高． ４结论 （１）随着纳米ＳｉＯ：掺量增加，混凝土抗拉、抗压 强度都呈递增趋势，从经济的角度考虑，最优掺量为 ２％．水胶比为０．４，掺量为２％时，７，２８，７８ ｄ劈裂强 度较ｘ１组分别提高２４．０％，４０．７％，３４．５％；７，２８， ７８，１２８ ｄ抗压强度分别提高６．３％，１６．７％，２０．３％， １５．２％． （２）随着纳米ＣａＣＯ 掺量的增加，混凝土抗拉 震 水胶比０．４ 水胶比０．３５ ．．－２８ ｄ： ＿‘７８ ｄ：＋１２８ ｄ． 图４纳米ＣａＣＯ 对混凝土抗压强度的影响 第４期 王德志等：纳米ＳｉＯ：和纳米ＣａＣＯ 增强混凝土强度的试验研究 ３３３ 强度和抗压强度均提高，纳米ＣａＣＯ 最优掺量为 ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ【ＪＪ．Ｓｐｅｃｉａｌ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，１ ９９４， ３％．水胶比为０－４，掺量为３％时，２８，７８ ｄ劈裂强度 １４４：ｌ一３０． 分别提高ｌ８．５％和３１．０％；２８，７８，１２８ ｄ抗压强度较 ［８］ＢＡＬＡＧＵＲＵ Ｐ Ｎ．Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ：ｂａｃｋｇ— Ｘｌ组分别提高９．１％，５．３％，７－２％． ｒｏｕｎｄ，ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ［Ｃ］／／ＲＡＶＩＮＤＲＡ Ｋ ＤＨＩＲ，ＭＯＲＡＹ Ｄ ＮＥＷＬＡＮＤＳ，ＬＡＳＺＬＯ Ｊ ＣＳＥＴＥＮＹＩ． 参考文献： Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｄｅｓｉｇｎ－Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ［１］冯乃谦．高性能混凝土 】．北京：中国建筑工业出版社， ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｓｃｏｔｌａｎｄ：Ｔｈｏｍａｓ Ｔｅｌｆｏｒｄ １９９６：３８０—３９０． Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｌｔｄ．，２００５：ｌ１３—１２２． 『２ ＺＨＡＮＧ Ｘｉ２］ａｏｚｈｏｎｇ．Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｃａｌｃｉｕｍ ｓｉｌｉｃａｔｅ ｈｙ一 ［９］ ＢＩＧＬＥＹ Ｃ，ＧＲＥＥＮＷＯＯＤ Ｐ．Ｕｓｉｎｇ ｓｉｌｉｃａ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ＆ａｔｅ ｇｅｌｓ ｉｎ ｃｅｍｅｎｔ ｐａｓｔｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ ｂｌｅｅｄ ａｎｄ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｅｌｆ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ【Ｊｊ． Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０００，８３（１０）：２６００—２６０４． Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，２００３（３７）：４３—４５． ｆ３ ＮＯＮＡＴ Ａ．３】Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ ｏｆ Ｃ－Ｓ—Ｈ阴． ［１０】ＭＡＮＮ Ｓ．Ｎａｎｏｆｏｒｕｍ ｒｅｐｏｒｔ：ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒ— Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００４（３４）：１５２１—１５２８． ｕｃｔｉｏｎ［Ｒ／ＯＬ］．［２００６—１０－３１］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓｇｅｓｅ— ［４】ＪＥＮＮＩＮＧＳ Ｈ Ｍ，ＴＨＯＭＡＳ Ｊ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ａ ｍｕｌｔｉ—ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｌｌｓｃｈａｆｔ．ｅｈ／ｉｍａｇｅｓ／ｆｒｅｍｄｅ＿ｐｕｂｌｉｋａｔｉｏｎｅｎ／ｎｏｖ０６ｎａｎｏｆｏｒｎｍ． ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｎａｎｏｐｏｒｏｓｉｔｙ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｐａｓｔｅ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ ｐｄｆ． ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００７ｆ３７）：３２９—３３６． ［１ｌ１］叶青．纳米ＳｉＣ：与硅粉的火山灰活性的比较［ＪＪ．混凝土， ［５】ＲＩＣＨＡＲＤＳＯＮ Ｉ Ｇ．Ｔｏｂｅｒｍｏｒｉｔｅ／ｊｅｎｎｉｔｅ ａｎｄ ｔｏｂｅｒｍｏｒｉｔｅ／ ２００１（３）：１９—２２． ｃａｌｃｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ—－ｂａｓｅｄ ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｃ—— ［１２］ 陈荣升，叶青．掺纳米ＳｉＣ：与掺硅粉的水泥硬化浆体的 Ｓ－Ｈ：ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｈａｒｄｅｎｅｄ ｐａｓｔｅｓ ｏｆ ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ ｓｉｌｉｃａｔｅ， 性能比较［Ｊ］＿混凝土，２００２（１）：７－１０． ｂ－ｄｉｃａｌｃｉｕｍ ｓｉｌｉｃａｔｅ，ｐｏｒｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｂｌｅｎｄｓ ｏｆ ｐｏｒｔ— ［１３］张泽南．ｘ射线衍射在纳米材料物理性能测试中的应用叨． ｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｂｌａｓｔ—ｆｕｒｎａｃｅ ｓｌａｇ ｍｅｔａｋａｏｌｉｎ ｏｒ ｓｉｌｉｃａ 浙江工业大学学报，２００２ ３０（１）：３１－３５． ｆｕｍｅ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００４（３４）：１ ７３３－ 【１４１ ＤＥＴＷＩＬＥＲ Ｒ Ｊ，ＴＥＮＮＩＳ Ｐ Ｄ．Ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ １７７７． ｉｎ ｐｏｒｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ：ａ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｒｔ ｒｅｖｉｅｗ［Ｍ］．Ｓｋｏｋｉｅ， Ｉ６ 唐明，６］巴恒静，李颖．纳米级ＳｉＯ：与硅灰对水泥基材料的 ＩＬ：Ｐｏｒｔｌａｎｄ Ｃｅｍｅｎｔ Ａｓｓｉｃｉａｔｉｏｎ，１ ９９６：４４． 复合改性效应研究【ＪＪ．硅酸盐学报２００３，３１（５）：５２３—５２７． 【１５】 弗朗索瓦‘德拉拉尔．混凝土混合料的配合【Ｍ】．廖欣，叶 ［７］ ＭＥＨＴＡ Ｐ Ｋ．Ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｔ ｔｈｅ ｃｒｏｓｓｒｏａｄｓ— 枝荣，李启令，译．北京：化学工业出版社，２００４：５５—５８． Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍｉｘｅｄ ｗｉｔｈ Ｓｉ０２ ａｎｄ ＣａＣＯ３ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ＷＡＮＧ Ｄｅｚｈｉ 一．ＭＥＮＧ Ｙｕｎｆａｎｄ’ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ，Ｎｉｎｇｘｉａ Ｕｎｉｖｅｘ￣ｉｔｙ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２ １，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｅｎｇｉｎｅｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ Ｆｕｎｄｅｄ ｂｙ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｉｎ Ｄｒｏｕｇｈｔｙ Ａｒｅａ，Ｎｉｎｇｘｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ＳｉＣ２ ａｎｄ ＣａＣＯ３ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ。ｔｈｅ ｓｐｌｉｔ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ．ＳｉＣ２ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｓ ａ ｐａｒｔｉａｌ ｃｅｍｅｎｔ ｒｅｐｌａｃｅｄ ｂｙ ０．５％，１．０％，２．０％ａｎｄ ３．０％ａｎｄ ＣａＣＯ３ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｂｙ １．０％ａｎｄ ３．Ｏ％ｗｅｒｅ ａｄｄｅｄ ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｔｏ ｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｃｕｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｆｏｒ ７，２８，７８ ａｎｄ １ ２８ ｄａｙｓ ａｆｔｅｒ ｃａｓｔｉｎｇ．ＳｉＣ２ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ ａｓ ａ ｐａｒｔｉａｌ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｕｐ ｔｏ ３．０％ｃｏｕｌｄ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＳＨ ｇｅｌ ａｔ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｓｔａｇｅｓ ａｎｄ ｈｅｎｃｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｐｌｉｔ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｂｙ ＳｉＣ２ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｗｉｔｈ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｗａｓ ｓｅｔ ａｔ ２．０％．ＣａＣＯ３ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｓ ａ ｐａｒｔｉａｌ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｕｐ ｔｏ ３．０％ｃｏｕｌｄ ｃｏｎｓｕｍｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｃａ（ＯＨ）２ ａｎｄ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｌｃｉｕｍ ｃａｒｂｏａｌｕｍｉｎａｔｅ ｈｙｄｒａｔｅ ａｔ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｓｔａｇｅｓ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｐｌｉｔ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｂｙ ＣａＣＯ３ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｗｉｔｈ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｗａｓ ｓｅｔ ａｔ ３．０％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐｌｉｔ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ＳｉＣ２ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ；ＣａＣＯ３ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ （责任编辑、校对王德平）
