纳米TiO2改性水泥混凝土的制备及其力学和耐久性能研究

作者：张筱逸^*

来源：功能材料, 2021, 52(12): 12079-12083.

• 纳米TiO2
• 混凝土
• 力学性能
• 耐久性能
• 磨损性能
• 抗碳化性能

以P·O 42.5硅酸盐水泥为原料,纳米TiO2为填料,制备了不同纳米TiO2含量(0,1%,3%和5%)(质量分数)的改性水泥混凝土,对混凝土的力学性能、微观形貌和耐久性进行了分析测试。结果表明,随着纳米TiO2含量的增加,改性混凝土7和28 d的抗压强度逐渐增大,28 d的抗弯强度则呈现出先升高后降低的趋势。当纳米TiO2的含量为5%(质量分数)时,7和28 d的抗压强度达到最大,分别为38.11和49.35 MPa;当纳米TiO2的含量为3%(质量分数)时,28 d的抗弯强度达到了最大值为6.72 MPa。SEM分析发现,掺入适量纳米TiO2后,改性混凝土的孔隙含量减少,基体的密实度增大,而掺入过量的纳米TiO2后会出现团聚现象,影响纳米粒子的增益效果。磨损性能测试发现,随着纳米TiO2含量的增加,改性混凝土的磨损量呈现出先降低后升高的趋势,当纳米TiO2的含量为3%(质量分数)时,磨损量最少为1.05 kg/m2。抗碳化性能分析发现,随着纳米TiO2含量的增加,改性混凝土的碳化深度呈现出先降低后轻微升高的趋势,当纳米TiO2的含量为3%(质量分数)时,7和28 d的碳化深度最小,分别为1.35和4.03 mm。综合分析可知,当纳米TiO2的含量为3%(质量分数)时,改性水泥混凝土的综合性能最佳。

• 单位
  福建工程学院; 土木工程学院