粉煤灰综合利用 2016 NO.5FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION 试验与应用
纳米 Si0，对水泥粉煤灰胶凝材料早期水化硬化的影响 Effects of NanoSiO on the Hydration and Hardening Processes of Cement-Fly Ash System at Early Age
汪国贵"，侯鹏坤”，杜鹏²，谢宁”，周宗辉² （1.山东平安建设集团有限公司，济南250306;2.济南大学，材料科学与工程学院，山东250022） 摘要：利用纳米SiO2对水泥-粉煤灰体系早期水化硬化促进作用，可以显著弥补大掺量粉煤灰体系凝结时间长、 早期强度较低的缺陷。
结果表明，掺有占胶凝材料质量5%的纳米Si0的水泥-粉煤灰净浆（粉煤灰取代率为40%）凝 结时间与水泥净浆相当。
纳米SiO2可显著提高水泥-粉煤灰砂浆早期(3-7d)强度，且粉煤灰取代率越高，增强作用越 明显，5%纳米Si02掺量可提高40%和60%粉煤灰取代率砂浆7d强度达到50%和68%。
拌合物中纳米Si02促进了水泥 水化硬化过程，密实了水泥石结构。
结果表明，纳米Si02的掺人有利于大掺量粉煤灰、绿色混凝土的开发和利用。
关键词：纳米SiO2；大掺量粉煤灰；水化硬化 中图分类号：TU528.2文献标识码：A文章编号：1005-8249(2016)05-0030-04 水泥混凝土生产和使用的绿色化已成为行业发展料，混凝土性能提高的一个重要途径是优化和改善其 的趋势。
作为绿色化的重要途径，大掺量粉煤灰混凝组成材料的粒径搭配，进而优化其微观结构。
在该思 土的应用不仅可以消纳电厂副产物降低环境负荷、减想的指导下，不同粒径的矿渣、粉煤灰和硅灰加人后， 少材料生产和使用成本，且有利于材料前期工作性、后使得高强高性能、超高强混凝土的开发、利用成为现 期力学性能和耐久性的改善",其作用已得到公认，实"”。
近些年来，人们对水泥混凝土的研究已经深人 已成为现代水泥混凝土的重要组分之一。
大掺量粉煤到纳米结构单元，研究发现，混凝土在纳米尺度下性能 灰混凝土的一个重要缺陷是早期强度低且发展慢，在的提高可显著改善水泥石结构的致密程度、改善水泥 水化早期，粉煤灰对体系力学性能的贡献少，制约了其混凝土薄弱环节[10-12],进而提高水泥混凝土宏观性能 应用”。
从提高粉煤灰利用率角度出发，采用各种措或赋予水泥混凝土材料功能化特性[0.13.14]。
水泥混 施提高其早期性能，主要是加快凝结、提高早强，无疑凝土纳米尺度性能的改善的一个重要方法是通过在水 将促进粉煤灰更广泛的利用。
提高粉煤灰体系早期性泥混凝土中掺一定量的纳米颗粒来实现。
常见的纳米 能的方法主要包括采用物理、化学和混合活化等方颗粒包括纳米SiO2，纳米AlO，纳米CaCO，纳米粘土 法I*来激发体系的活性，这些方法主要是针对提高颗粒，等等，其中纳米SiO2为最常见的纳米产品。
相 粉煤灰的火山灰活性或水泥的水化活性进行的。
比于其它一些纳米颗粒，纳米SiO2由于同时具备纳米 作为材料增强方法之一，纳米增强是冶金”、涂颗粒尺寸及极高的火山灰活性，其在水泥混凝土中有 料、橡胶?行业的常用技术手段。
均匀分布的纳米颗较为广泛的研究。
结果显示，即使在微量掺量下，纳米 粒使组成材料更密实且阻碍缺陷发展[7."，从而达到SiO2即可显著提高水泥混凝土强度：0.6%的纳米 有效提高材料性能的目的。
作为一种多尺度异相材Si02可提高水泥净浆强度43.8%["；3%和5%的纳米 “基金项目：山东省科技重大专项（新兴产业）项目SiO2可提高水泥砂浆28d抗压强度幅度达到13.8%和 (2015ZDXX0702B01)17.5%16；而4%的纳米Si02可以提高50%粉煤灰取 第一作者：汪国贵，（1985～），主要从事混凝土制品的研发、生产代率的水泥混凝土3d强度81%，且早期即可显著密 工作。
实材料孔结构"。
可见纳米SiO2在提高水泥基材料 通讯作者：侯鹏坤，（1983～），主要从事水泥混凝土研究工作。
收稿日期：2016-05-05早期性能方面具有较大的发展空间。
30 万方数据
粉煤灰综合利用 FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION2016 NO.5
试验与应用 考虑到粉煤灰和纳米SiO2在水泥混凝土中各自外掺，计算水灰比时，纳米SiO2中的含水量也考虑在其 的优势及缺点，可以利用纳米SiO2对水泥基材料强度中。
试件成型带模养护1d后拆模于水中养护至各龄期 发展的促进作用，以及对微观结构的改善来提高粉煤测定抗压强度，各龄期强度为3块试件的平均值。
灰混凝土早期性能较差这一缺陷。
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