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1、纳米科技与现代混凝土材料,前言：,3,2,1,把这一新兴科技-纳米技术与混凝土材料完美结合,混凝土材料在发展应用中遇到各种瓶颈问题,纳米材料被认为是“21世纪最有前途的材料”,纳米 科技,普通 混凝土,纳米 混凝土,主要内容,纳米技术,01,混凝土的纳米组分,02,纳米混凝土的应用,03,几个问题,04,一只手掌（10厘米）以每一步缩小100倍得到的宏观、微观、纳米尺度的图像，直至构成DNA结构的原子,纳米尺度 nano(=10-9m) ：一纳米大约是六个碳原子的宽度。,一、纳米技术：,一、纳米技术：,纳米世界是介于原子、量子现象的尺度与块体材料尺度之间的材料 量子化学和经典物理定律都不适用,
2、动量、能量和质量的传输将从块体的连续传输延伸到分子传输过程 电子学、磁学、光学、化学和生物过程也与块体材料有所不同,纳米技术：从0.1到100nm的纳米尺度范围对材料进行控制和操作的技术,量级,性能,技术,一、纳米技术：,混凝土是具有水泥水化相的部分纳米结构、掺和料和集料组成的一个复杂体系，是纳米技术对性能控制和操作的极好的对象。,水泥集料体系中的尺寸,一、纳米技术：,混凝土是具有水泥水化相的部分纳米结构、掺和料和集料组成的一个复杂体系，是纳米技术对性能控制和操作的极好的对象。,纳米尺度上观察水泥水化,二、混凝土的纳米组分,2,水泥,骨 料,外加剂、掺合料,复合组分,1,3,4,混凝土,二、混
3、凝土的纳米组分,C-S-H颗粒实际上是纳米量级的,a：CaO和SiO2混合的稀释悬浊液（水灰比w/c=20）的XRD图; b：细C3S和SiO2混合泥浆（水灰比w/c=1.5）水化的XRD图,二、混凝土的纳米组分,以纳米尺度掺入硅灰,纳米尺寸的硅灰增加了抗压强度， 减小混凝土干缩，更加耐磨，增加和钢筋的粘结强度，降低渗透性。,二、混凝土的纳米组分,掺入碳纳米管以提高强度,二、混凝土的纳米组分,使用超塑化剂作为辅助胶凝材料的分散剂,控制外加剂对水泥水化动力学产生的影响,二、混凝土的纳米组分,改进高性能、超高性能水泥混凝土材料的主要改进方法,通过增强集料和基体的连接消除薄弱区域,水泥浆体及混凝土的
4、孔隙率小,通过调整粒径分布提高密实性,二、混凝土的纳米组分,通过增加粒度级配改善材料密实性,通过扩大火山灰超细粉的粒子的级配和尺寸范围来达到改善材料密实性的目的,二、混凝土的纳米组分,通过增加粒度级配改善材料密实性,活性超细粉或火山灰的使用会对系统产生双重影响： 1) 通过物理作用使系统的致密性增加； 2) 火山灰超细粉和氢氧化钙通过化学反应生 成额外C-S-H胶凝。,二、混凝土的纳米组分,普通混凝土与纳米混凝土破坏断裂面对比,二、混凝土的纳米组分,普通混凝土与纳米混凝土原子力显微图像对比,三、纳米混凝土的应用,屏蔽混凝土,自警混凝土,超耐久性混凝土,光催化混凝土,智能混凝土,超高强混凝土,纳米 混凝土,高强、高性能,多功能混凝土,四、几个问题,1、细微填料对高性能混凝土的作用 2、填料反应活性对混凝土的影响：利与弊？ 3、聚合物/无机纳米复合材料在混凝土中的 应用,THANK YOU !,