由于建筑行业的高速发展,混凝土为主要建材材料其一,也在逐步进步和完善。在混凝土材料中加入纳米复合材料,不仅提高了混凝土的力学特性,还能改善混凝土耐久性,延长使用寿命。所以,探讨混凝土中加入纳米纤维的性能有着极大的理论与实际作用。
纳米纤维的类型
现阶段,常见的纳米纤维主要包含碳纳米管、纳米石墨烯、氧化铝纳米复合材料、纳米纤维素等。这其中,碳纳米管具有良好的力学性能和导电性能,能够提高混凝土强度和导电性;纳米石墨烯具有良好的导热性和化学稳定性,能够提高混凝土的耐久性和抗腐蚀性;氧化铝纳米复合材料具有优良的耐高温性能和耐磨性能,可用作制备高强度高耐久性混凝土。
纳米纤维的添加方式
纳米纤维的添加方式主要包含机械混合法、超声波法、电化学沉积法等。机械混合法是将纳米纤维与混凝土原材料一起进行干混,然后再进行湿混,并加入适量的水进行混合;超声波法是通过超声波作用将纳米纤维分散于水中,再把分散液加入到混凝土中进行混合;电化学沉积法是利用电化学原理将纳米纤维沉积在混凝土表面形成一层薄膜,有效改善混凝土的性能。
纳米纤维对混凝土性能的影响
1.力学特性
加入纳米纤维能够提高混凝土的力学性能,如增加混凝土的强度、韧性和延展性。在这当中,碳纳米管是当前使用最广泛的纳米复合材料其一。研究发现,添加适量碳纳米管能够提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和刚度。
2.经久耐用性
添加纳米纤维还能改善混凝土耐久性,如增强混凝土的耐磨性能、耐腐蚀性和耐高温性。研究发现,加入适量的纳米石墨烯有助于提高混凝土的耐久性和耐腐蚀性,而添加适量的氧化铝纳米纤维有助于提高混凝土的耐高温性。
3.导电性
加入碳纳米管等纳米纤维也能提高混凝土的导电性能,从而适合于制备导电混凝土。研究发现,添加适量的碳纳米管能够显著提升混凝土的导电性能,而且不会对混凝土的力学性能产生明显影响。
纳米纤维添加量的选取
纳米纤维的添加量是影响混凝土性能的一个重要因素。添加多了会导致混凝土的流动性下降,添加过少则无法发挥纳米纤维的作用。所以,选择适当的添加量是至关重要的。往往添加量的选取应综合考虑混凝土的用途、纳米纤维的种类和添加方式等原因。
基于对纳米纤维在混凝士当中的添加方法、类型、添加量以及对混凝土性能的影响进行分析,能够得知,添加适量纳米纤维能够显著提升混凝土的材料力学性能、耐久性和导电性,并且可以用作制备高强高耐久的混凝土。所以,在混凝土的研究和生产过程中,要充分利用纳米技术,不断提升混凝土性能与质量,来满足建筑业的持续需求。