纳米增强混凝土:彻底改变强度、可持续性和成本
<文章>
纳米增强混凝土:彻底改变强度、可持续性和成本
通过将纳米级颗粒融入波特兰水泥中,工程师可以在原子水平上控制材料行为,生产出凝固速度更快、承载更高载荷并排放更少环境废物的混凝土。
什么是纳米混凝土?
与使用从几纳米到 100 微米的水泥颗粒的传统混凝土不同,纳米混凝土使用小于 500 纳米的颗粒。这种细小的鳞片使材料能够填充微孔并与碱金属硅酸盐更完全地反应,从而形成更致密、更坚固的结构。
主要优点
- 更高的压缩强度和拉伸强度(120 天时高达 120 MPa)。
- 降低水灰比——无需超塑化剂。
- 节省高达 45% 的水泥,从而降低材料成本。
- 降低环境影响:减少灰尘、降低二氧化碳排放。
- 增强耐用性和抗冻融循环能力。
- 对工人来说更安全 - 消除微硅粉尘带来的矽肺风险。
常用纳米材料
- 纳米二氧化硅 (SiO2) – 第一种取代微硅的纳米添加剂,具有卓越的强度和可加工性。
- 纳米氧化钛 (TiO2) – 提供紫外线激活的自清洁和防污性能,同时减少空气污染物。
- 纳米氧化铁 (Fe2O₃) – 提高颜色稳定性并增加耐腐蚀性。
- 纳米氧化铝 (Al2O₃) – 增强耐磨性和机械性能。
- 纳米粘土和纳米纤维 (CNT/CNF) – 进一步细化孔隙结构,提高拉伸强度。
性能亮点
- 纳米二氧化硅增强混合物 :1天15MPa/75MPa,28天40MPa/90MPa,120天48MPa/120MPa。
- 聚羧酸盐高效减水剂 :掺量1.5%即可实现自密实混凝土,达到40-90MPa(1天)和70-100MPa(28天)。
- 碳纳米管 :杨氏模量是钢的 5 倍,抗拉强度高达钢的 100 倍,密度仅为钢的 1/6。
这些进步得到了《水泥和混凝土研究》等期刊上发表的研究的支持 和纳米材料 ,证实了纳米混凝土在现代基础设施中的可扩展性和可靠性。
文章>纳米材料
- 关于双层/三层宽带 SiO2 抗反射膜横截面形貌的 TEM 和 STEM 研究
- 铜纳米粒子合成和稳定方面的环保能力:催化、抗菌、细胞毒性和抗氧化活性
- 通过原子层沉积制备的石墨烯气凝胶/ZnO纳米膜复合阳极的循环诱导容量增加
- Fe3O4@C 混合纳米粒子的水热合成和磁性吸附性能以去除水溶液中的重金属离子
- 作为新型可调二元超晶格的双门纳米螺旋
- 用于磁性传感器的纳米金刚石
- 设计双壳 CuS 纳米笼以优化电催化动力学以灵敏检测抗坏血酸
- 用 pH(低)插入肽 (pHLIP) 修饰纳米囊泡用于靶向递送
- 用碳纳米管和石墨烯改性的 FeF3·0.33H2O 高性能正极材料,用于锂离子电池
- 在 Ge (100)、(110) 和 (111) 衬底上制造 SrGe2 薄膜
- 评估由食用菌根真菌 Tricholoma crassum 合成的蛋白质包覆金纳米粒子的抗菌、凋亡和癌细胞基因传递特性
- 接触非平衡等离子体对 Mn Х Fe3 − X О4 尖晶石结构和磁性能的影响