掺纳米白炭黑对新拌和硬化水泥基材料性能的影响

杜祥飞，孔德玉，苑克江，王建东

（1.浙江工业大学 建筑工程学院，浙江 杭州310032；2.天津市建筑材料（控股）有限公司，天津300051）

随纳米材料科学与技术迅速发展，对传统材料进行纳米强化和功能化改性已成为世界各国竞相研究的热点问题.研究表明：在水泥基材料中掺加纳米粒子，可不同程度提高强度［1－12］、耐磨性［5］、弹性模量［8］、抗渗性［9－10］、抗Ca2＋析出能力［11］、抗SO2＋4侵蚀能力［12］，但目前相关研究纳米粉体掺量均较大［3－12］，一般在1%以上，最高可达 12%.由于纳米粉体比表面积极大，较高的纳米粒子掺量将对水泥基材料需水量产生很大影响.为保证新拌水泥基材料和易性，需大大增加高效减水剂用量，而纳米粉体本身价格也很高，两方面因素均导致掺纳米颗粒的水泥基材料制备成本大幅增加，限制了其在实际工程中的推广应用.从降低纳米改性水泥基材料制备成本出发，选用价格低廉的沉淀法白炭黑作为原材料，通过SEM，TEM，BET和激光粒度分析对比研究了沉淀法白炭黑（PS）与纳米SiO2微粉（NS）在不同分散条件下的颗粒团聚特性及其纳米特性，并通过流变性能、凝结时间、强度和抗氯离子渗透性能测试，研究了掺少量PS对新拌和硬化水泥基材料性能的影响.

1 原材料与实验方法

1.1 原材料

所用水泥（C）为普通硅酸盐水泥，强度等级为52.5，物理力学性能见表1，所用高效减水剂为杭州构件公司外加剂厂生产的FDN型高效减水剂；所用纳米SiO2微粉（Nano－silica powder，NS）为浙江宇达化工有限公司生产，其一次粒径小于30nm，BET比表面积约为……