纳米C—S—H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥凝结硬化的影响

胡建伟，谢永江,2，刘子科,2，郑新国,2，曾志,2，王月华,2，翁智财,2，蒋睿,2

(1. 中国铁道科学研究院，北京 100081；2. 高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京 100081)

随着纳米技术的飞速发展，纳米材料因其颗粒尺寸细小，比表面积巨大等特点，已经在电子、陶瓷、涂料、催化和医药等领域有着广泛的应用[1-5]。基于此，越来越多的研究者开展关于纳米材料对硅酸盐水泥水化性能影响的研究[6-10]。研究表明，在硅酸盐水泥中掺加纳米材料能够显著加速水泥水化，提高硬化水泥浆体的强度，尤其是对早期强度提升效果明显。Liu等[6]研究了纳米SiO2在大掺量粉煤灰蒸养混凝土中抗压强度的发展规律，发现掺加4%的纳米SiO2混凝土9 h抗压强度提高了206%。Meng等[8]开展了纳米CaCO3在水泥稳定土中的研究，发现掺加3%的纳米CaCO3后30 d强度提高了14.2%。Nicoleau等[10]将人工合成的纳米C—S—H颗粒作为一种成核材料加入到水泥浆体中，发现掺加纳米C—S—H颗粒加速了水泥的早龄期水化进程，同时，在进行硅酸三钙(C3S)的研究上也得到了一致的结论。众所周知，水化硅酸钙凝胶(C—S—H)是硅酸盐水泥的主要水化产物，是实现硅酸盐水泥强度的重要胶结物[11]。合成纳米C—S—H颗粒作为加速硅酸盐水泥水化的新型早强材料，得到越来越多研究者的关注[12-17]。例如，Thomas等[12]发现掺加纳米C—S—H颗粒对水泥和硅酸三钙(C3S)的水化放热速率有明显提升，掺加纳米C—S—H颗粒明显缩短了水泥水化诱导期时间，水化第二放热峰随着纳米C—S—H颗粒掺量的提高，不断左移，峰值也不断提高。Plank等[15]研究了pH值分别为10.4、11.7、12.4和13.8的合成溶液对纳米C—S—H颗粒的组成、结构和形貌的影响并在水泥浆体中进行强度验证研究。……