纳米碳酸钙对混凝土的影响

　　由于纳米碳酸钙颗粒细小，掺入水泥浆体后引起浆体比表面积显著增大，从而增大了浆体的需水量。孟涛等研究了纳米碳酸钙对水泥净浆需水量的影响，结果表明：需水量随纳米碳酸钙掺量增加而提高;掺量为2%、5%、8%时，其需水量相应增加0.4%、1.8%和3.2%。而当使用纳米碳酸钙中间浆体时，这一效应会有所降低。掺量为2%及5%的时候，需水量仅仅降低了0.3%;掺量达到8%时，需水量基本与基准一致。究其原因，认为是纳米碳酸钙中间浆体更易于均匀分散，可以改善微颗粒级配。

　　在水泥中掺入纳米碳酸钙可以促进其水化，提高水化速率，从而缩短凝结时间。魏荟荟的研究发现，水泥浆体的初、终凝时间随纳米碳酸钙掺量的增加而减小，当掺量从0.44%增加到4.88%时，初凝时间从200min缩短至154min，终凝时间从247min缩短至199min。这一效应对混凝土同样存在，黄政宇在研究超高性能混凝土(UHPC)时亦具有相似的结果，图1显示，5%掺量的纳米碳酸钙会使UHPC达到最好的工作性。

　　Camiletti等指出纳米碳酸钙可以通过“提供成核位点”、“提高有效水灰比”、“增加接触点”等效应加速UHPC的凝结硬化。但是也有研究发现，如果纳米碳酸钙和粉煤灰复掺，凝结时间则取决于两者的掺量，当纳米碳酸钙掺量大于20%时，会延长凝结时间。

　　纳米碳酸钙可以改善微细颗粒级配，减少堆积空隙，强化微骨料效应，在相同水胶比下，有助于提升混凝土的工作性。孟涛等研究了一种纳米碳酸钙改性的复合矿物掺和料(以纳米碳酸钙中间体与矿粉和粉煤灰按一定比例经过干燥混磨工艺制成)，发现经过纳米碳酸钙改性后的掺和料，加入到混凝土中可以有效提高其工作性能，在总掺量为15%-30%时获得较好的工作性。相比加入其他加速混凝土水化硬化的加速剂而言，加入纳米碳酸钙使混凝土具有更好的工作性。