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碳纳米管砂浆在干湿循环-碳酸化作用下的性能研究

2021-05-13罗润泽邹品玉唐小林柯国军

南华大学学报(自然科学版) 2021年2期

罗润泽,邹品玉,唐小林,金 丹,柯国军,2*

(1.南华大学 土木工程学院,湖南 衡阳 421001;2.中核建高性能混凝土重点实验室,湖南 衡阳421001)

0 引 言

混凝土抗拉强度低,脆性大,在服役环境下极易产生裂缝或开裂,为了提高混凝土抗开裂性能,减少混凝土结构损伤带来的危害,一些研究者将碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)掺入混凝土中以提高其抗开裂性能,碳纳米管混凝土已成为混凝土材料领域一个新的研究热点。CNTs具有强度极高和吸附能力强等特点,在水泥基中展示出优异的力学性能和抗裂性能,同时CNTs能提高混凝土耐久性,刘帅等[1]研究发现CNTs的掺入可以降低氯离子的扩散系数、提高了水泥基抗硫酸盐侵蚀能力。

本文基于碳纳米管的优良性能和水泥基材料遭受侵蚀破坏的特性,研究了干湿循环-碳酸化侵蚀作用对碳纳米管砂浆性能的影响,为碳纳米管混凝土抗碳酸化研究打下一定的基础。

1 试验研究

1.1 原材料及仪器

P·O42.5级普通硅酸盐水泥;多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs),其比表面积为148 m2/g,长度为10~30 μm,直径为10~20 nm;表面改性剂聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone,PVP);ISO标准砂;去离子水;碳酸钠;环氧树脂;盐酸。

主要仪器有:天平(精确度0.000 1 g)、多功能磁力搅拌器、超声波清洗器、行星式水泥胶砂搅拌机、PHS-25型pH计。

1.2 试件制备及养护1.2.1 多壁碳纳米管改性

将一定质量的MWCNTs加入预先配制好的PVP溶液中,MWCNTs与PVP的质量比为1∶2;先将该混合溶液在25 ℃下磁力搅拌10 min,再在25 ℃下进行超声波分散处理30 min,即可得到分散均匀的水溶液,最后将溶液倒入剩余的去离子水中,作为拌合水使用。……

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