【《纳米材料在水泥基复合材料中的应用研究文献综述》1400字】

纳米材料在水泥基复合材料中的应用研究文献综述根据形态纳米CaCO3、纳米Al2O3、纳米SiO2和纳米TiO2等为零维(0D)材料，CNT为一维(1D)材料，GO为二维(2D)材料。与0D纳米粒子相比，1D纤维和2D薄片更适合作为桥接水泥裂缝的增强材料，其能尽速水泥水化历程、诱导水化产物生成，硬化水泥浆体结构密实，从而改善材料的力学性能、抗裂性和耐久性[13]。1.10D纳米材料Liu等[4]研究表明纳米CaCO3促进水泥早期水化，提高水泥基复合材料的抗折强度和抗压强度，降低早期收缩应变。Yeşilmen等[14]研究表明纳米方解石提高水泥基复合材料的抗折强度、挠曲变形能力和延展性。Nazari等[15]研究表明纳米Al2O3促进水化产物形成、缩短水泥初凝时间、调节混凝土的孔隙结构、提升混凝土的抗压强度。Maravelaki-Kalaitzaki等[16]研究表明纳米TiO2提高水泥水化程度，保持砂浆的湿度，提高砂浆在多孔石材上的粘合性。Morsy等[17]研究表明添加纳米高岭土提高硬化水泥砂浆的抗压强度。Wang等[7]研究表明纳米SiO2促进水泥早期C-S-H凝胶的形成，减少大孔隙数量，优化硬化水泥砂浆的孔隙结构。纳米SiO2添加量为3wt%时，养护3d、7d和28d的硬化水泥砂浆抗压强度分别增长33.2%、29.1%和18.5%。Qing等[18]研究表明，球形纳米SiO2填充水泥基复合材料中的孔隙，材料密实性提高，混凝土早期力学强度增大。Kong等[19]认为未经处理的纳米SiO2在水泥浆中团聚，会推开周围的水泥颗粒，导致水泥基复合材料中产生较大孔隙(图1.2)，不利于改善水泥基复合材料强度。Cai等[20]通过将氨基功能化SiO2和纳米SiO2混合改善纳米SiO2在水泥浆中的分散性，提高水泥基材料的流动度和力学强度。Sargam等[21]将表面活性剂TX405(一种辛基酚类聚氧乙烯醚)与纳米SiO2在水中超声分散，改善纳米SiO2在水泥浆中的分散性，提高水泥基复合材料的抗压强度。图1.2纳米SiO2团聚体填充水泥基复合材料[19]1.21D纳米材料Makar等[22]研究表明单臂碳纳米管(SWCNT)促进水泥水化反应和水化产物Ca(OH)2生成。Campillo等[23]研究表明，多壁碳纳米管(MWCNT)对水泥的增强作用优于SWCNT，MWCNT为水泥水化产物提供更多的形核位点，有助于生成致密C-S-H凝胶。Carriço等[24]研究表明MWCNT在水泥裂纹处发挥桥接效应，改善混凝土的力学性能和耐久性。Leonavičius等[25]表明添加0.00005-0.005wt%CNT提高硬化水泥净浆的抗折和抗压强度，0.05-0.5wt%CNT降低水泥净浆的工作性和力学性能。Geng等[26]通过酸处理MWCNT改善其在水泥浆中的分散性，提高水泥基材料的抗折强度和抗压强度。Wang等[27]将阿拉伯胶与MWCNT在水中超声分散、应用于水泥基复合材料、降低材料的孔隙率、提升材料的抗折强度。1.32D纳米材料2DGO表面因包含丰富的含氧基团，可以很好分散在水溶液中。由于GO和水泥基体形成共价键，加强其和水泥颗粒的界面粘接强度，从而改善水泥基复合材料的力学性能和抗裂性等[28]。Pan等[29]研究表明添加GO可能抑制水泥基复合材料的裂纹扩展，提高材料的抗折和抗压强度，但是会降低水泥浆的工作性。Lv等[30]通过传统自由基聚合使聚羧酸减水剂(PCE)的主要单体在GO水溶液中共聚制备GO-PCE复合材料，将其加入水泥净浆中发现该材料能够调控水泥水化晶体的生长方式和形状，增强增韧硬化水泥净浆，具备修复水泥基材料裂缝的能力。参考文献[1]ShuX,GrahamRK,HuangB,etal.Hybrideffectsofcarbonfibersonmechanicalpropertiesofportlandcementmortar[J].MaterialsandDesign,2015,65:1222-1228.[2]TokgozS,DunDaRC,TanrikuluAK.Experimentalbehaviourofsteelfiberhighstrengthreinforcedconcreteandcompositecolumns[J].JournalofConstructionalSteelResearch,2012,74:98-107.[3]WonJP,HongBT,ChoiTJ,etal.Flexuralbehaviourofamorphousmicro-steelfibre-reinforcedcementcomposites[J].CompositeStructures,2012,94(4):1443-1449.[4]LiuX,ChenL,LiuA,etal.Effectofnano-CaCO3onpropertiesofcementpaste[J].EnergyProcedia,2012,16:991-996.[5]NazariA,RiahiS.ImprovementcompressivestrengthofconcreteindifferentcuringmediabyAl2O3nanoparticles[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2011,528(3):1183-1191.[6]Maravelaki-KalaitzakiP,AgioutantisZ,LionakisE,etal.Physico-chemicalandmechanicalcharacterizationofhydraulicmortarscontainingnano-titaniaforrestorationapplications[J].CementandConcreteComposites,2013,36:33-41.[7]WangL,ZhengD,ZhangS,etal.Effectofnano-SiO2onthehydrationandmicrostructureofportlandcement[J].Nanomaterials,2016,6(12):241.[8]MakarJM,ChanGW.Growthofcementhydrationproductsonsingle-walledcarbonnanotubes[J].JournaloftheAmericanCeramicSociety,2009,92(6):1303-1310.[9]LvS,MaY,QiuC,etal.Effectofgrapheneoxidenanosheetsofmicrostructureandmechanicalpropertiesofcementcomposites[J].ConstructionandBuildingMaterials,2013,49:121-127.[10]SharmaS,KothiyalNC.Influenceofgrapheneoxideasdispersedphaseincementmortarmatrixindefiningthecrystalpatternsofcementhydratesanditseffectonmechanical,microstructuralandcrystallizationproperties[J].RSCAdvances,2015,5(65):52642-52657.[11]RossenJE,LothenbachB,ScrivenerKL.CompositionofC-S-Hinpasteswithincreasinglevelsofsilicafumeaddition[J].CementandConcreteResearch,2015,75:14-22.[12]ChuahS,PanZ,SanjayanJG,etal.Nanoreinforcedcementandconcretecompositesandnewperspectivefromgrapheneoxide[J].ConstructionandBuildingMaterials,2014,73