納米氧化石墨烯對水泥基人造石性能的影響

楊正宏, 許亞飛, 朱洪波, 黃黎明, 高國旗

(1.同濟(jì)大學(xué) 先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 上海 201804; 2.同濟(jì)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 上海 201804)

以水泥、廢棄玻璃粉末、粉煤灰、鋼渣或石英砂等細(xì)填充料組成的水泥基人造石[1-3],與目前廣泛應(yīng)用的樹脂基人造石相比,具有成本低、與無機(jī)基體材料兼容性好、修補(bǔ)容易等優(yōu)點(diǎn).但由于采用傳統(tǒng)工藝制備的此類材料存在強(qiáng)度低、韌性和抗?jié)B性差、易開裂等問題[4-6],研究人員常用納米材料來改善水泥石的孔結(jié)構(gòu),以提高其致密性[7],并從小尺寸效應(yīng)﹑表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)等方面[8],研究了納米材料特征對水泥石性能的改善效果.如Nazari等[9]采用納米Al2O3顆粒部分替代水泥,顯著提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度,但降低了其和易性;Zuo等[10]研究發(fā)現(xiàn),摻入水泥中的碳納米管被水化硅酸鈣(C-S-H)緊緊包裹,可與水泥基體間保持良好的界面黏附力;曹方良[11]利用納米SiO2的晶核作用和微集料填充效應(yīng)顯著提高了水泥石的早期強(qiáng)度和密實(shí)性.上述納米材料常因分散性不良,對漿體的流動(dòng)性和水泥石的阻裂性造成不利影響;然而納米氧化石墨烯(NGO)顆粒因存在大量親水官能團(tuán),可在水泥漿中良好分散,近年來受到關(guān)注[12-13].如趙海峰等[14]利用NGO調(diào)控水泥的水化產(chǎn)物形狀,顯著減少了水泥漿體中的孔隙和裂縫,提高了硬化水泥的強(qiáng)度和韌性;Lu等[15]研究發(fā)現(xiàn),摻入0.08% NGO可使PVA纖維增強(qiáng)水泥基材料的拉伸強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲韌性分別提高37.7%、24.8%、80.6%和105.0%.

然而,現(xiàn)有研究僅局限于高水膠比(一般大于0.3)普通水泥石,對NGO在低水膠比水泥基人造石中的研究尚未見報(bào)道,鑒于此,本文研究了NGO摻量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),文中涉及的摻量、水膠比等均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量比)對低水膠比水泥凈漿及水泥砂漿凝結(jié)時(shí)間、流動(dòng)度、力學(xué)性能和耐久性能的影響,并借助水化熱、X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、熱重分析-差示掃描量熱法(TG-DSC)等微觀表征手段研究了其作用機(jī)理.

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

水泥為江南-小野田水泥有限公司產(chǎn)P·O 52.5水泥(C);硅灰(SF)來自清河縣峰燁金屬材料有限公司,比表面積為23m2/g;細(xì)砂與特細(xì)石英粉均為市售;減水劑(PC)為巴斯夫化學(xué)品(上海)有限公司產(chǎn)聚羧酸減水劑;納米氧化石墨烯(NGO)來自深圳圖靈新材料有限公司,層間距小于1nm;拌和水為自來水.水泥和硅灰的化學(xué)組成見表1.水泥砂漿試件的配合比見表2.由表2可見：以膠凝材料質(zhì)量為基準(zhǔn)，水泥砂漿試件1#～4#的NGO摻量分別為0%、0.02%、0.04%和0.06%,硅灰摻量為10%;水膠比為0.18、砂膠比為1∶1.

表1 水泥和硅灰的化學(xué)組成

表2 水泥砂漿試件的配合比

圖1為NGO的XRD譜圖和傅里葉紅外光譜(FTIR).

圖1 NGO的XRD譜圖和FTIR光譜Fig.1 XRD pattern and FTIR spectrum of NGO

由圖1(a)可見,NGO在2θ=9.96°處有1個(gè)明顯的衍射峰,半高寬較窄,峰形較為尖銳,在2θ=26.57°處無明顯衍射峰(通常未被氧化的石墨烯在此處有明顯的衍射峰),說明NGO結(jié)構(gòu)較為規(guī)整,氧化反應(yīng)充分.根據(jù)Bragg方程2dsinθ=nλ(n為衍射級數(shù)，λ為x射線波長),取n=1、λ=0.154056,計(jì)算出NGO的層間距(d)為0.888nm,而普通石墨烯的層間距為0.350nm,這是由于氧化后的石墨烯表面引入了大量的含氧基團(tuán),晶格發(fā)生變形,增大了層間距.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1試件和試樣的制備

先將減水劑溶于水中,加入相應(yīng)質(zhì)量的NGO,再將其置于200W的超聲波分散機(jī)中分散5min,溫度設(shè)為40℃,使NGO均勻分散于水溶液中.將水泥、硅灰、細(xì)砂和石英粉放入攪拌鍋,通過行星式水泥膠砂攪拌機(jī)中慢速干攪拌3min;然后加入分散好的NGO水溶液,根據(jù)GB/T 17671—1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)》進(jìn)行攪拌;再將水泥砂漿澆筑于40mm×40mm×160mm水泥膠砂標(biāo)準(zhǔn)試模中,并通過振實(shí)臺振動(dòng)成型;接著在室溫環(huán)境下養(yǎng)護(hù)1d后拆模,得到水泥砂漿試件;最后將試件放入(20±2)℃,相對濕度大于95%的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)至相應(yīng)齡期.根據(jù)表2配合比,去除其中的細(xì)砂與特細(xì)石英粉,按同樣方法制備20mm×20mm×20mm和25mm×25mm×280mm的水泥凈漿試樣,分別用于微觀分析與收縮測試.

1.2.2測試方法

根據(jù)GB/T 2419—2005《水泥膠砂流動(dòng)度測試方法》,利用跳桌測試水泥砂漿的流動(dòng)度;參照GB/T 1346—2001《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》測試水泥凈漿的凝結(jié)時(shí)間;棱柱體干燥收縮與自收縮試樣兩端預(yù)埋銅測頭,成型24h后先測試試樣初長,然后將其分別養(yǎng)護(hù)在干燥環(huán)境((20±2)℃、相對濕度(60±5)%)和密閉環(huán)境((20±2)℃、相對濕度(90±5)%)中,試樣用多層保鮮膜包裹,僅露出測頭,至不同齡期時(shí)再測試其收縮后的長度.場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)采用美國FEI公司產(chǎn)Quanta200;水化熱采用美國沃特斯公司產(chǎn)TAM Air八通道微量熱儀,連續(xù)測試48h;水泥基人造石的抗氯離子滲透系數(shù)采用快速氯離子遷移系數(shù)法(RCM法)測試;XRD采用日本Rigaku D/max 2550型X射線粉末多晶衍射儀,工作電壓50kV,工作電流240mA,發(fā)散狹縫為(1/2)°,收縮狹縫為0.15mm,濾波片為石墨彎晶單色器,模式選擇為連續(xù)掃描,設(shè)置掃描范圍為5°～75°,掃描速率為5(°)/min;熱分析采用德國NETZSCH 公司產(chǎn)STA 449C型聯(lián)合熱分析儀,保護(hù)氣氛為N2,升溫速率設(shè)置為10℃/min,溫度范圍為室溫～1010℃.采用型號為Quantachrome AUTOSCAN-60壓汞儀(MIP),測試相應(yīng)齡期水泥砂漿試樣的孔結(jié)構(gòu),分析其孔徑率和孔徑分布.

2 結(jié)果與討論

2.1 流動(dòng)度和凝結(jié)時(shí)間

圖2為NGO摻量對水泥砂漿流動(dòng)度及水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間的影響.

圖2 NGO摻量對水泥砂漿流動(dòng)度和水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間的影響Fig.2 Influence of NGO content on fluidity of cement mortar and setting time of cement paste

由圖2可以看出：隨著NGO摻量的增加,水泥砂漿流動(dòng)度呈下降趨勢,水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間逐漸縮短,但當(dāng)NGO摻量達(dá)到0.06%時(shí),水泥凈漿的凝結(jié)時(shí)間顯著延長,同時(shí)砂漿流動(dòng)度損失最大,較空白樣降低24.6%.這是因?yàn)镹GO的比表面積較水泥顆粒大,摻入水泥漿體后,可大量吸附水泥中的水分,導(dǎo)致漿體流動(dòng)度下降.

需要說明的是，由于聚羧酸減水劑一般具有緩凝作用,當(dāng)其摻量較高時(shí),該作用愈發(fā)顯著,因此本試驗(yàn)中摻有聚羧酸減水劑的空白樣初、終凝時(shí)間均比一般純水泥長,加入適量NGO后,對凝結(jié)時(shí)間的小幅度縮短不會影響其使用性能.范基駿等[16]將合成的納米ZrO2粉體摻入水泥中,發(fā)現(xiàn)水化過程中能產(chǎn)生納米誘導(dǎo)水化效應(yīng),從而生成發(fā)育良好的水化產(chǎn)物,而本試驗(yàn)中NGO也具備納米尺寸效應(yīng),其粒徑小、比表面積大,含氧基團(tuán)具有較強(qiáng)的親水性,可以增加水泥顆粒與水分子的接觸機(jī)會,同時(shí)能夠提供水泥水化產(chǎn)物CH的成核位點(diǎn),并誘導(dǎo)溶液中的Ca2+生成C-S-H凝膠,促進(jìn)C3S的早期水化反應(yīng),從而加速水泥水化,使凝結(jié)時(shí)間縮短.但當(dāng)NGO摻量提高到0.06%時(shí),凝結(jié)時(shí)間顯著延長,出現(xiàn)水泥長久不凝的現(xiàn)象.這可能是由于過量納米顆粒與水泥迅速發(fā)生絮凝作用,生成一種可以吸附包裹大量自由水的絮凝體,減緩了水泥顆粒與水的水化反應(yīng),導(dǎo)致凝結(jié)時(shí)間顯著延長.

2.2 力學(xué)性能

圖3為NGO摻量對水泥砂漿抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的影響.

圖3 NGO摻量對水泥砂漿抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的影響Fig.3 Influence of NGO content on compressive strength and flexural strength of cement mortars

由圖3可見：與空白樣相比,3種摻量的NGO使水泥砂漿28d抗壓強(qiáng)度分別提高20.9%、12.3%和10.7%,抗折強(qiáng)度分別提高12.8%、4.7%和2.0%;當(dāng)NGO摻量為0.02%時(shí),水泥砂漿3d抗壓強(qiáng)度較空白樣提升28.4%,這說明NGO對水泥基人造石強(qiáng)度，尤其是早期強(qiáng)度具有顯著的增強(qiáng)作用.

2.3 收縮與氯離子滲透性能

圖4為NGO摻量對水泥凈漿干燥收縮和自收縮的影響.

圖4 NGO摻量對水泥凈漿干燥收縮和自收縮的影響Fig.4 Drying shrinkage and autogenous shrinkage of cement pastes

由圖4(a)可見,隨著NGO摻量的增加,水泥凈漿的干燥收縮逐漸增加,當(dāng)NGO摻量為0.06%時(shí),水泥凈漿28d的干燥收縮比空白樣提高了25.5%.圖4(b)則顯示,NGO的摻入可顯著降低水泥凈漿的自收縮,且當(dāng)NGO摻量為0.02%時(shí),抑制水泥凈漿自收縮的效果最為顯著.這說明在充分養(yǎng)護(hù)的條件下適量摻加NGO可起到抑制水泥早期收縮開裂的作用.

NGO的摻入增加了硬化水泥漿體中凝膠孔和毛細(xì)孔的數(shù)量,細(xì)化了孔結(jié)構(gòu)的組成,但因其顆粒比表面積較大,導(dǎo)致物理吸附水量增多,從而使得水泥凈漿干燥后的水分蒸發(fā)速率更快,所產(chǎn)生的干燥收縮更大;同時(shí),在強(qiáng)干燥環(huán)境中,水分的快速散失導(dǎo)致水泥石內(nèi)部的水化反應(yīng)受限,繼而影響氫氧化鈣(CH)晶體的生長,不利于在水泥石中形成完整的晶體結(jié)構(gòu),削弱了水泥硬化體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,最終導(dǎo)致干燥收縮增大.而在自收縮測試環(huán)境中,其封閉條件保證了水泥石內(nèi)部水分不流失,可使亂向分布的NGO纖維表現(xiàn)出橋接作用[17],從而在水泥石的三維空間形成更強(qiáng)的支撐結(jié)構(gòu),同時(shí),NGO對微孔結(jié)構(gòu)的改善作用縮小了毛細(xì)孔尺寸,進(jìn)一步阻止了水分的逸散,降低了收縮應(yīng)力.另外,NGO的微集料納米填充作用以及硅灰的火山灰效應(yīng)所生成的，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的高致密C-S-H凝膠,也能提高水泥石的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,減少水泥的自收縮.但當(dāng)NGO摻量過大時(shí),大量自由水會吸附在NGO顆粒上,并且硅灰的火山灰反應(yīng)消耗更多的水分,使得水泥石內(nèi)部濕度快速降低,增加了自收縮的誘因,導(dǎo)致其抵制自收縮的能力下降.所以,較低的NGO摻量抑制水泥凈漿自收縮的作用最強(qiáng).

表3為水泥砂漿試件28d齡期時(shí)的氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試結(jié)果.

表3 水泥砂漿試件28d齡期時(shí)的氯離子擴(kuò)散系數(shù)

由表3可見：得益于0.18的超低水灰比,各試件的密實(shí)性都較高,其氯離子擴(kuò)散系數(shù)相較普通商品混凝土C30(氯離子擴(kuò)散系數(shù)<10.0×10-12m2/s)降低了1～2個(gè)數(shù)量級,抗?jié)B性能大大提高;摻加0.02%NGO后,水泥砂漿的氯離子擴(kuò)散系數(shù)降至最低,為0.29×10-12m2/s,相比空白樣降低了77.2%.

分析認(rèn)為,NGO能夠增強(qiáng)水泥砂漿氯離子滲透性得益于其對水泥砂漿中毛細(xì)孔的封堵和細(xì)化,其高活性和大比表面積特性使作為晶核的納米顆粒在漿體中進(jìn)一步提高了水化反應(yīng)率,促使水泥漿體更加均勻密實(shí).水泥漿體中水泥漿與細(xì)骨料間界面內(nèi)連通孔隙的減少,導(dǎo)致氯離子部分?jǐn)U散遷移通道有所減少,孔隙率得以降低,孔結(jié)構(gòu)得到改善,因此摻加了NGO的水泥基人造石材抗?jié)B性能顯著增強(qiáng).

3 微觀機(jī)理分析

3.1 水化熱

圖5為NGO摻量對水泥凈漿在48h內(nèi)水化放熱速率和水化放熱量的影響.由圖5(a)可見,與空白樣相比,摻0.02%NGO的水泥凈漿試樣的二次水化放熱峰值提高了約10%,預(yù)示其早期水化進(jìn)程略有加快;但圖5(b)顯示,其各齡期的放熱總量曲線基本與空白樣重合,表明摻入0.02%NGO后,水泥凈漿48h內(nèi)的早期水化進(jìn)程基本未受影響.由圖5還可見：摻0.04%、0.06% NGO的水泥凈漿試樣的放熱峰值均隨著NGO摻量的增大而降低,放熱量減少,尤其是摻0.06%NGO的試樣,其放熱峰值和放熱量均大幅度下降,這與其凝結(jié)時(shí)間超長的結(jié)果相對應(yīng).

圖5 NGO摻量對水泥凈漿水化放熱速率和水化累計(jì)放熱量的影響Fig.5 Effect of NGO content on hydration exothermic rate and hydration accumulate heat of cement pastes

分析認(rèn)為,NGO對水泥早期的水化具有正負(fù)兩方面的作用：一方面,NGO巨大的比表面積和納米尺寸效應(yīng)可使其在水泥漿體中起到晶核作用,促使水化早期反應(yīng),呂生華等[18]研究認(rèn)為,在水化過程中NGO的活性含氧官能團(tuán)可以提供成核位點(diǎn),與水泥中的活性成分C3S、C3A、C2S和C4AF反應(yīng)形成水化晶體,從而促進(jìn)水化反應(yīng)的進(jìn)行;另一方面,上述作用產(chǎn)生的水化產(chǎn)物AFt會包裹水泥顆粒,阻止?jié){體中的水與水泥顆粒接觸,從而延緩水泥的水化,其作用原理類似于石膏在水泥中的緩凝作用.當(dāng)NGO摻量變化時(shí),這2種作用此消彼長,最終表現(xiàn)為低摻量時(shí)略促進(jìn)水泥的水化,高摻量時(shí)則延緩水泥的水化進(jìn)程.

3.2 XRD譜圖

不同NGO摻量水泥凈漿在各硬化齡期的XRD譜圖見圖6.

圖6 水泥凈漿在不同硬化齡期時(shí)的XRD譜圖Fig.6 XRD patterns of cement pastes at different hard ages

由圖6可見：NGO的摻入并未產(chǎn)生新的晶體類物相,水泥的主要水化產(chǎn)物仍然為CH.相比其他齡期,在1d齡期時(shí)摻加0.02% NGO的試樣中,C2S和C3S的衍射峰強(qiáng)度最低,而CH峰強(qiáng)較高,表明NGO加快了C2S和C3S向CH轉(zhuǎn)化,并且隨著NGO摻量的增加,水化產(chǎn)物CH含量減少,延遲了水泥的早期水化作用;在28d齡期時(shí),各試樣的典型水化產(chǎn)物特征峰強(qiáng)度變化并不明顯,說明NGO對水泥的后期水化影響不大,摻入0.02%NGO的試樣早強(qiáng)作用最高.

3.3 TG-DSC曲線

不同NGO摻量水泥凈漿28d齡期時(shí)的TG-DSC曲線見圖7.由圖7可見：各水泥凈漿在28d齡期時(shí)均出現(xiàn)了3個(gè)分解吸熱峰,在100℃附近的吸熱峰是自由水吸熱蒸發(fā)及C-S-H凝膠分解脫水所致,在450℃附近的吸熱峰是CH分解吸熱所致,在 720℃ 左右的吸熱峰一般是測試樣碳化成分碳酸鈣的分解吸熱峰.結(jié)合TG曲線,CH含量一部分由450℃附近的質(zhì)量損失計(jì)算得到,另一部分由碳酸鈣分解產(chǎn)生的CO2的量計(jì)算得到,計(jì)算公式見式(1)～(3)：

圖7 水泥凈漿在28d齡期時(shí)的TG-DSC曲線Fig.7 TG-DSC curves of cement pastes at the age of 28d

(1)

(2)

WCH=WCH1+WCH2

(3)

式中：WCH1為第1部分CH的含量,%;WCH2為第2部分CH的含量,%;WCH為CH的總含量,%;G400、G500、G700和G800分別為400、500、700、800℃時(shí)剩余的CH質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%.

由式(1)～(3)可以計(jì)算出,各水泥凈漿中CH的含量分別為6.28%、6.26%、6.49%和6.07%,其間差別很少,可以忽略不計(jì).該結(jié)果進(jìn)一步說明,NGO對水泥基人造石的后期水化影響不大,這與XRD譜圖分析結(jié)果相互印證.王琴等[19]研究也顯示,NGO對普通水泥石早期齡期的抗壓抗折強(qiáng)度提高更加明顯,而對后期水化促進(jìn)較弱.

3.4 SEM照片

圖8為不同NGO摻量水泥砂漿在28d齡期時(shí)的SEM照片.由圖8可以看出：(1)空白樣中存在許多疏松的C-S-H凝膠,孔洞較多,且存在很多縫隙;隨著NGO摻量的增加,水泥水化產(chǎn)物與納米纖維相互穿透、相互纏結(jié)交聯(lián),使得試樣逐漸密實(shí),孔隙率明顯降低.(2)摻0.02%NGO的試樣中層疊生成CH晶體,Lü等[20]通過觀察水泥水化晶體的形狀變化并測試其力學(xué)性能,認(rèn)為NGO可以調(diào)節(jié)CH晶體的形成,并顯著提高水泥基復(fù)合材料拉伸/彎曲強(qiáng)度.(3)隨著NGO摻量的進(jìn)一步增加,已很難觀察到未水化的水泥顆粒,顯示出大量發(fā)育良好的CH晶體及其與C-S-H凝膠緊密結(jié)合在一起的密實(shí)微觀結(jié)構(gòu).需要說明的是,圖8(d)中的微觀結(jié)構(gòu)縫隙應(yīng)該是制備試樣過程中因干燥收縮所產(chǎn)生的,并非試樣中原有.

圖8 不同NGO摻量水泥砂漿在28d齡期時(shí)的SEM照片F(xiàn)ig.8 SEM photos of cement mortar with different NGO content at the age of 28d

3.5 MIP測試

圖9為不同NGO摻量水泥砂漿28d齡期時(shí)的孔徑分布.表4為相應(yīng)的孔結(jié)構(gòu)分析.

圖9 水泥砂漿在28d齡期時(shí)的孔徑分布Fig.9 Pore size distribution of cement mortars at the age of 28d

表4 水泥砂漿孔結(jié)構(gòu)分析

吳中偉[21]將混凝土中的氣孔分為4類：孔徑<20nm、20～50nm、50～200nm、>200nm的氣孔分別為無害孔、有害孔、少害孔和多害孔.由圖9可見：空白樣孔分布曲線出現(xiàn)3個(gè)峰,最高峰出現(xiàn)在150nm左右,還有1個(gè)在10000nm附近,其他含GO試樣的峰位置均出現(xiàn)在10～20nm之間.結(jié)合表4可以看出：摻入NGO后,各水泥砂漿試件的孔隙率均顯著降低,且NGO摻量越高,降低作用越強(qiáng);摻NGO水泥砂漿試件中小于等于20nm的無害孔比例均有所增加,但增幅隨NGO摻量的增加而減少;摻0.02%NGO水泥砂漿試件中,無害孔比例高達(dá)95%以上,雖然另外2種NGO摻量試樣中的無害孔比例也都高于空白樣,但其大于等于200nm的多害孔比例回升到空白樣水平,特別是摻0.06%NGO水泥砂漿試件的多害孔比例超過空白樣1倍;另外,摻入NGO大幅度降低了50～200nm的少害孔比例.上述結(jié)果說明,摻入適量的NGO可顯著改善水泥基人造石的孔結(jié)構(gòu),若NGO過量,則該作用降低甚至對細(xì)化孔分布不利.

分析認(rèn)為,由于NGO可以加快水化進(jìn)程,生成的水化產(chǎn)物通過相互交錯(cuò)和搭接,在水泥硬化漿體原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上又建立了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò).它以納米GO為網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn),鍵合更多納米級的C-S-H凝膠形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),填充于水泥漿體的大孔隙中,大幅度減少了有害孔的比例,進(jìn)而有效地抑制有害離子的侵入,提高水泥基水選石的耐久性和力學(xué)性能.但其摻量過高時(shí),會因納米顆粒容易產(chǎn)生的團(tuán)聚問題而產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)缺陷,進(jìn)而削弱上述有益作用,甚至惡化孔分布.

4 結(jié)論

(1)NGO表面帶有大量的含氧官能團(tuán),摻入水泥后使?jié){體的需水量變大,從而迅速增大漿體稠度,并降低水泥凈漿的凝結(jié)時(shí)間,但過量摻加時(shí)會顯著延長其凝結(jié)硬化時(shí)間.

(2)NGO可以顯著提高水泥砂漿的力學(xué)強(qiáng)度和抗氯離子滲透性能.當(dāng)NGO摻量為0.02%時(shí),其28d抗壓強(qiáng)度相比空白樣提升了20.95%,氯離子擴(kuò)散系數(shù)可降至0.29×10-12m2/s.

(3)NGO的摻入增加了水泥凈漿的干燥收縮,但當(dāng)其摻量適當(dāng)時(shí)可顯著降低水泥凈漿的自收縮,即在充分養(yǎng)護(hù)條件下能夠產(chǎn)生抑制混凝土早期開裂的作用.

(4)NGO通過晶核作用促進(jìn)了水泥的早期水化,但對后期水化影響較弱,且并未產(chǎn)生新的水化產(chǎn)物.

(5)摻加0.02%NGO會顯著優(yōu)化水泥砂漿中的孔結(jié)構(gòu),大幅度減少有害孔的比例,可有效地抑制有害離子的侵入,提高水泥基人造石的耐久性和力學(xué)性能.