铝溶胶改性水泥基复合材料性能研究
8页1、铝溶胶改性水泥基复合材料性能研究摘要:以铝溶胶作为外掺物质,研究了不同掺量铝溶胶对水泥基复合材料流动度、力学性能、耐磨性能的影响,并分别对其机制进行了分析。试验结果说明:随着铝溶胶掺量的增加,水摘要:以铝溶胶作为外掺物质,研究了不同掺量铝溶胶对水泥基复合材料流动度、力学性能、耐磨性能的影响,并分别对其机制进行了分析。试验结果说明:随着铝溶胶掺量的增加,水泥基复合材料流动度逐渐降低,当铝溶胶质量分数为3%时,振动后几乎无流动度;在不同龄期下,试件的抗折及抗压强度随着铝溶胶掺量的增加总体表现为先增加后降低,当铝溶胶质量分数在2%左右时,水泥基复合材料抗折及抗压强度均到达最正确;在铝溶胶质量分数为3%时,试件的耐磨性能显著增强。本文源自合成纤维,2022,49(09):49-53.?合成纤维?(月刊)创刊于1972年,是由国家科委批准、国内外公开发行的国家级合纤技术类刊物。它主要报道我国合成纤维工业的科研和生产方面的技术成果,如合成纤维新产品的开发应用、新型合成纤维加工设备和助剂等,介绍世界合成纤维工业科学技术的开展动向,已越来越受到国内外同行的关注,适合于从事石油化工、高分子材料和合成纤维
2、生产、科研、设计、加工应用及管理部门的专家、工程技术人员和大专院校师生阅读。地坪修补材料在使用过程中要不断经受冲击、振动、疲劳和磨损,随着车辆、物资等载荷的不断增大,对地坪材料相关性能也提出了更高的要求。另外,地坪修补材料本身作为薄层结构,更易受到冲击、疲劳和磨损破坏,因此,改善地坪修补材料性能,以提高地坪耐磨耗、抗重载冲击性能就显得尤为重要。纳米材料因小尺寸效应和外表界面效应,其比外表积及外表原子数远大于常规材料,并造成纳米材料外表原子配位严重缺乏,从而产生大量不饱和键,具有很高的外表活性,易与其他原子结合1。目前针对纳米材料水泥基复合材料的性能研究,已经开展到多维度2。向水泥基材料中掺入纳米材料,一方面利用其高反响活性迅速地与水泥水化产生的CH发生反响,生成有利于强度开展的CSH、CAH等凝胶体3,4;另一方面,细小的纳米颗粒能够作为微集料填充在水泥基材料内部,减少空隙,提高密实度5,6。目前,相关研究主要以纳米SiO27,8为主,也有关于纳米CaCO39,10、TiO211、Fe2O312以及碳纳米管13等的相关研究。对于纳米粉体材料的研究居多,对纳米溶胶的研究还很少,特别是对铝
3、溶胶在水泥基材料中的应用还少见报道,缺乏相应的理论和试验研究。本试验选择铝溶胶作为外掺物质,研究了不同掺量铝溶胶对水泥基复合材料的流动度、力学性能、耐磨性能的影响,并分别对其机制进行了分析。1、试件概况1.1试件制备水泥采用拉法基42.5级普通硅酸盐水泥。标准砂,粒径为0.10.6mm。铝溶胶为广东省东莞市盐峰化工生产,含固量为30%。减水剂为聚羧酸减水剂,减水率为29%。水为重庆本地自来水。以铝溶胶掺量变化共设置了质量分数分别为0、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%和3%七组不同工况的试件,七组试件分别编号为L0L6,各组具体配合比设计见表1。采用机械搅拌,各组试件分别制作3、7、28d三个龄期。1.2试验方法1.2.1流动性砂浆流动度试验参照GB/T24191994?水泥胶砂流动度测定方法?,采用NLD3型水泥胶砂流动度测定仪(又称“跳桌),跳动30次后,用钢尺测量掺铝溶胶水泥砂浆底面最大扩散直径及与其垂直的直径,计算平均值,取整数,即为砂浆流动度。表1配合比下载原表表1配合比1.2.2力学性能参照GB/T176711999?水泥胶砂强度检验方法(ISO法)?,抗折及抗压强度
4、试验均采用TYEH-2000型微机控制恒加载压力试验机。1.2.3耐磨性能参照JC4212022?水泥胶砂耐磨性试验方法?,采用TMS04型水泥胶砂耐磨性试验机进行砂浆耐磨性能试验,以磨损量来表征其耐磨性能。2、结果与分析2.1流动度由图1可知,当铝溶胶掺量增加时,水泥砂浆试件流动度逐渐下降,且影响显著。当铝溶胶质量分数为3%时,砂浆流动度较参照试件下降了约36.2%,下降幅度明显,振动后几乎没有流动度。砂浆试件不掺铝溶胶时,其跳桌流动度为165mm,砂浆试件流动度较好,振实台振捣后成型密实;当砂浆试件中掺入质量分数为3%铝溶胶时,其流动度降为104mm,试件几乎不流动,成型后结构产生更多更大的空隙。试验说明,当铝溶胶在砂浆中掺量过大,会使得砂浆很难密实成型,产生更多的内部缺陷,从而对砂浆性能产生负面影响。因此,铝溶胶掺量要维持在一个适宜的范围内,而并不是掺量越多越好。掺入铝溶胶使砂浆试件流动度下降的原因可能是由于铝溶胶中纳米Al2O3颗粒细小,具有极高的外表能和比外表积,由于范德华力,纳米材料会吸附自由水导致砂浆流动度下降8。另外,铝溶胶自身黏度范围很宽,具有较强的增黏效果,因此将其
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