粉煤灰综合利用 FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION 2016 NO.1 试验与应用 纳米改性水泥基材料自收缩性能研究 Research onAutogenous Shrinkage of NanoParticlesModified Cement-based Materials 刘小艳，张少楠，何纪鹏，许悦 （河海大学力学与材料学院，江苏南京） 摘要：研究了纳米改性水泥基材料的自收缩性能，采用自制的自收缩装置，研究纳米CaCO，水泥基复合材料水化 后48h内的自收缩性能，发现其自收缩随时间的变化大致可以分为三个阶段：急速变化区、缓慢变化区、平稳区。
研究表 明，纳米CaCO对水泥基材料的自收缩性能有所改善，且当掺量为3%时，改善作用最为明显。
关键词：纳米CaCO；水泥基材料；自收缩 中图分类号：TU528.41文献标识码：A 文章编号：1005-8249(2016)01-0021-04 随着高性能混凝土的应用，其收缩现象逐渐受到 泥浆体的体积，图（c）、图（d)表示水泥基体终凝后的体 人们的重视。
且随着水灰比的降低，收缩现象更加明 积。
同济大学李悦等人认为自收缩与化学收缩的关 显。
在现代水泥混凝土应用过程中，耐久性逐渐受到 系如图2所示。
由图中的对比可以看出，自收缩是由化 重视，提高水泥混凝土体积稳定性，可以减少开裂，从 学收缩引起的，但是与化学收缩不完全等同。
有学者研 而保证建筑材料的力学性能和耐久性能。
本文分别研 究认为外观上体积的减小称为自收缩，绝对体积的减小 究了水泥基材料的自收缩性能与化学收缩性能，通过 称为化学收缩。
自收缩现象在高强混凝土、低水胶比时 研究自收缩性能测试方法，进而研究纳米CaCO，对水 尤为突出，给混凝土结构带来的危害越来越不容忽视。
泥基材料自收缩的影响及影响机理，结合CaCO，对水 由于高强混凝土的使用范围越来越广，自收缩占总收缩 泥基材料化学收缩的影响，探究CaCO，在水泥基材料 变形中的比例逐渐增大，有人认为有时会超过干缩变形 中的最佳掺量。
成为影响混凝土耐久性的主要原因。
Davis和Lyman首次提出混凝土的自收缩现象，他 自收增 化学收缩 们发现混凝土可以在质量和温度保持不变的同时，自身 自收缩 （表现体 (绝对体积减小） 发生收缩2。
自收缩主要发生在水泥基材料硬化阶 （凝结后） 积缩小） 段，是指恒温且与外界无水分交换的条件下宏观上水泥 基材料体积的改变量。
华中科技大学易昌兴3对水泥 基材料的化学收缩、自收缩做了总结如图1所示。
图中 图（a)表示新拌水泥浆体的体积，图（b)表示初凝时水 图1水泥基材料化学收缩、自收缩示意图 初凝终凝 基金项目：1.河海大学淮安研究院开放基金项目（项目编号 2014502612); 2.中央高校基本科研业务费项目（项目编号2014B08214） 化学收路 第一作者：刘小艳（1975-），女，副教授，硕士生导师、博士，主要从 事智能混凝土与结构，纳米颗粒改性水泥基材料及混凝土的力学特性 水化引起的孔隙 及本构关系等的研究。
E-mailuxiaoyan@hhu. 自收缩 通讯作者：张少楠（1991~），男，硕士研究生。
E-mail:zsn19910615 初凝前的化学收缩 龄期 @ 图2化学收缩与自收缩的关系 收稿日期：2015-11-17 .21. 万方数据
粉煤灰综合利用 2016 NO.1 FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION 试验与应用 原材料采用海螺牌PⅡ42.5硅酸盐水泥；纳米 1试验 CaCO；矿渣粉为南京热电厂生产的Ⅱ级粉煤灰以及 1.1试验原材料及试件 南京苏博特新材料科技有限公司的PCA-I型高性能 表1纳米CaCO，参数 聚酸减水剂。
其中纳米CaCO，的参数以及Ⅱ级粉 物理性能 煤灰的化学成分见表1、表2。
纳米颗粒 化学成分 平均粒径 比表面积 松散比重 类型 的纯度/% /nm (g/m²) /（g/m²) 纳米CaCO 94.5 15~40 24~32 0.68 表2 Ⅱ级粉煤灰化学成分 /% SiO AlOFeO, CaO MgO K,0 NaO TiO POs MnO SO F烧失量 37.11 22.01 1.39 27.91 5.38 0.61 0.18 1.03 0.12 0.24 2.10 1.65 1.2试验装置 （水灰比为0.3，未掺加纳米颗粒） 目前测量水泥基自收缩的方法有长度法和体积 从图4可以看出，水泥基材料早期自收缩值随时 法，水泥基材料的自收缩的发生自加水时，传统的长度 间首先急剧增长，随时间延长，自收缩增加变缓，趋于 法测量从初凝后开始测量，给自收缩的测量造成误差， 平稳。
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