纳米CaCO3对钙基地聚合物力学性能及微观结构的影响

马 彬，朱林伟，牛海华，黄启钦

(桂林电子科技大学 建筑与交通学院，广西 桂林 541004)

1 前 言

纳米材料具有显著的尺寸效应、表面效应、量子效应等特性，常被作为改性材料广泛应用于航空、机械、新材料等领域[1-3]。近年来，国内外学者尝试利用纳米CaCO3改性工程材料，并取得一系列的研究成果。王冲等[4]发现纳米CaCO3对水泥水化过程具有促进作用，能够提高产物中Ca(OH)2的含量，进而增强其力学性能。孟涛等[5]认为纳米CaCO3能促进水泥内部界面处的水化产物由平面状态分布向空间状态分布转变。MENG等[6]采用碳化过滤后的纳米CaCO3浆料改性粉煤灰混凝土，发现纳米CaCO3浆料可以促进粉煤灰的火山灰效应。纳米CaCO3改性水泥基材料[7-9]的研究表明，纳米CaCO3不仅可促进水泥水化，改善界面性能，还可提高材料的力学性能。目前，利用纳米CaCO3改性传统胶凝材料的研究已有不少且效果显著，但关于其改性地聚合物方面的研究相对较少。

地聚合物是一种新型绿色环保胶凝材料，具有快硬、低污染等性能，可广泛应用于冶金、建材和环保等领域[10]。相比水泥基材料，地聚合物制备过程减少了“两磨一烧”，过程简单且节能环保[11]。其中，钙基地聚合物是以富钙的硅铝酸盐为主要原料制备的一种地聚合物[12]，在富钙前驱体条件下，钙离子对地聚合物的力学性能具有显著影响，且能够促进地聚合物凝胶的形成[13-14]。孔结构是地聚合物的重要微观组成部分，对材料性能具有显著的影响[15-16]。马骁等[17]运用灰色系统理论分析了孔隙结构、分形维数及孔径分布等因素对钙基地聚合物抗压强度的影响规律，并建立了28 d抗压强度预测模型。……