纳米材料对混凝土性能的影响研究现状①
2021-03-31王正君董佳昕
建材技术与应用 2021年4期
□□ 吴 昊,王正君,陈 茜,董佳昕
(黑龙江大学 水利电力学院 寒区水利工程重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150080)
引言
混凝土因其良好的结构完整性、耐火性、易成型性和成本效益,长期以来一直是应用最为广泛的建筑材料,对人类社会的发展具有举足轻重的意义。普通混凝土是以水泥以及砂、石等骨料加水拌合而成,经过一段时间的凝结硬化,成为一种坚硬的建筑材料。混凝土具有较高的强度和耐久性,材料来源广,现今已被人们广泛应用。
然而,混凝土也具有抗拉强度低、耐腐蚀性差、水化热较高等缺点。要弥补这些缺点,可以从微观复合化方面入手[1]。微观复合化是将一定的改性材料加入混凝土中,来提升混凝土的性能,其中包括在混凝土中引入纳米材料的方法。
1 纳米材料
纳米材料发现于20世纪80年代中期,自发现以来,纳米科学技术得到了快速发展,“纳米热”正在席卷整个科学与工程领域,纳米材料逐渐确立了其科学新颖性和实用价值,也因此获得“21世纪最有前途的材料”的美称。纳米材料是由美国著名科学家Richard Phillips Feynman发现的,他曾预言:“如果我们能控制物体微小规模上的排序,将获得很多具有特殊性能的物质”[2]。纳米材料即是由纳米级颗粒(一般指1~100 nm)组成的材料,纳米材料的尺度与光的波长接近,并且具备较大的表面效应,因此,其表现的性质常常有别于其在整体时的性质。
2 纳米材料的特殊性质
纳米材料处是介于宏观体系与微观体系之间的介观体系,材料的超细化使其表面电子结构发生变化,产生了宏观材料所不具备的四大效应:表面效应、体积效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应[3],使纳米材料具备了传统材料所未有的特殊性质。……
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