性能
动量、能量和质量的传输将从块体的连续传输延 伸到分子传输过程 电子学、磁学、光学、化学和生物过程也与块体 材料有所不同
技术
纳米技术：从0.1到100nm的纳米尺度范围对材 料进行控制和操作的技术
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一、纳米技术：
▪ 混凝土是具有水泥水化相的部分纳米结构、掺和料和集料组
成的一个复杂体系，是纳米技术对性能控制和操作的极好的
对象。
水
泥
集
料
体
系
中
的
尺
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寸6
一、纳米技术：
▪ 混凝土是具有水泥水化相的部分纳米结构、掺和料和集料组 成的一个复杂体系，是纳米技术对性能控制和操作的极好的 对象。
纳米尺度编上辑观ppt 察水泥水化
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二、混凝土的纳米组分
混凝土
1 水泥
2 骨料
3 外加剂、掺合料
4
复合组分
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8
二、混凝土的纳米组分
几个问题
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3
一、纳米技术：
▪ 纳米尺度
nano(=10-9m) ：一纳米大约是六个碳原子的宽度。
一只手掌（10厘米）以每一步缩小100倍得到的宏观、微观、
纳米尺度的图像，直至构成DNA结构的原子
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4
一、纳米技术：
量级
纳米世界是介于原子、量子现象的尺度与块体材 料尺度之间的材料 量子化学和经典物理定律都不适用
通过增强集料和基体的连接消 除薄弱区域
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二、混凝土的纳米组分
▪ 通过增加粒度级配改善材料密实性
通过扩大火山灰超细 粉的粒子的级配和尺 寸范围来达到改善材 料密实性的目的
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二、混凝土的纳米组分
▪ 通过增加粒度级配改善材料密实性
活性超细粉或火山灰的使用会对系统产生双重影响： 1) 通过物理作用使系统的致密性增加； 2) 火 山 灰 超 细 粉 和 氢 氧 化 钙 通 过 化 学 反 应 生 成额外C-S-H胶凝。
纳米科技与现代 混凝土材料
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1
前言：
混凝土材料在发展 应用中遇到各种瓶 颈问题
纳米 科技
1
普通 混凝土
2
纳米 混凝土
3
把这一新兴科技---纳米技术与混凝土 材料完美结合
纳米材料被认为是“21世纪最 有前途纳米技术
02
混凝土的纳米组分
03
纳米混凝土的应用
04
18
四、几个问题
▪ 1、细微填料对高性能混凝土的作用
▪ 2、填料反应活性对混凝土的影响：利与弊？
▪ 3、聚合物/无机纳米复合材料在混凝土中的 应用
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二、混凝土的纳米组分
▪ 掺入碳纳米管以提高强度
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二、混凝土的纳米组分
▪ 使用超塑化剂作为辅助胶凝材料的分散剂
控制外加剂对水泥水 化动力学产生的影响
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二、混凝土的纳米组分
改进高性 能、超高 性能水泥 混凝土材 料的主要 改进方法
通过调整粒径分布提高密实性
水泥浆体及混凝土的孔隙率小
▪ C-S-H颗粒实际上是纳米量级的
a：CaO和SiO2混合 的稀释悬浊液（水 灰比w/c=20）的XRD 图; b：细C3S和SiO2混 合泥浆（水灰比 w/c=1.5）水化的 XRD图
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二、混凝土的纳米组分
▪ 以纳米尺度掺入硅灰
纳米尺寸的硅灰增 加了抗压强度， 减小混凝土干缩， 更加耐磨，增加和 钢筋的粘结强度， 降低渗透性。
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二、混凝土的纳米组分
▪ 普通混凝土与纳米混凝土破坏断裂面对比
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二、混凝土的纳米组分
▪ 普通混凝土与纳米混凝土原子力显微图像对比
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三、纳米混凝土的应用
高强、高性能 多功能混凝土 自警混凝土
超耐久性混凝土 屏蔽混凝土
纳米 混凝土
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超高强混凝土 光催化混凝土 智能混凝土