纳米Al2O3和MgO对超高性能混凝土耐磨性的影响及机理

简介

目的基于材料制备角度，使用纳米材料提高超高性能混凝土（UHPC）强度，进而提高基体耐磨性。方法纳米Al2O3和MgO分别以不同质量分数（0.05%、0.1%、0.15%、0.2%和1%）掺入UHPC，测试不同龄期力学强度及耐磨性，选取典型试件进行29Si和27Al的NMR和XRD分析，研究其内部结构特征，为分析纳米材料对UHPC强度及耐磨性的影响机理提供理论依据。结果掺入纳米MgO的UHPC试件强度及耐磨性皆优于空白及纳米Al2O3试样，尤其是当掺量为0.35%（Mg-2）时，7d抗压强度和抗折强度是空白样的1.11倍，磨损量减少了10%，但不同纳米MgO对UHPC性能的影响程度略有不同。微观分析表明，纳米MgO促进水泥水化进程，生成较其他试样更多的水化产物，因此UHPC内部结构较致密。但是纳米MgO又同时促进了水滑石的形成，随着纳米MgO掺量的增多，水滑石的产量也随之增多，不利于结构致密化。结论纳米UHPC的耐磨性与抗压强度呈正比关系。纳米MgO可促进水泥水化进程，使UHPC内部结构致密化，利于基体抗压强度和耐磨性的提高。但过量掺入导致水滑石在外部水化区域急剧形成，不利于机体性能的提高，掺入量为0.35%较为适合。