原位纳米SiO₂改性再生骨料

多重界面协同增强

借助单宁酸引发水玻璃缩聚在再生骨料内外原位生成纳米二氧化硅，同步解决传统纳米材料成本高、分散不均的问题，实现旧骨料→高性能混凝土的关键升级。

Zhen, Yuan · Zichen, Zhang · 姚一鸣 · 鲁聪

Construction and Building Materials 2025

具体参数

再生骨料吸水率

{'zh': '22.20', 'en': '22.20'} %

再生骨料表观密度

{'zh': '1.81', 'en': '1.81'} %

再生骨料压碎指标

{'zh': '25.62', 'en': '25.62'} %

地质聚合物混凝土抗压强度

{'zh': '20.37', 'en': '20.37'} %

地质聚合物混凝土抗折强度

{'zh': '27.53', 'en': '27.53'} %

界面宽度减少

{'zh': '10', 'en': '10'} μm

界面弹性模量提升

{'zh': '96.1', 'en': '96.1'} %

技术优势

吸水率大降

原位生成的纳米SiO₂填充了再生骨料表层孔隙，使其吸水率降低22.20%，有效削弱骨料-基体界面处的多余水分。

强度双提升

改性后地质聚合物混凝土的抗压和抗折强度分别提高20.37%和27.53%，源于骨料-基体界面弹性模量的大幅提升和有害孔隙的显著减少。

界面更窄更强

三重界面过渡区的宽度最多减少10 μm，弹性模量最高提升96.1%，孔隙率下降超过25.7%，微观结构致密化。

应用场景

• 再生骨料混凝土：用原位纳米SiO₂改性再生骨料，直接取代天然骨料配制高性能混凝土，提升强度与耐久性。
• 地质聚合物材料：将改性再生骨料作为增强相引入地质聚合物混凝土，实现低碳胶凝材料与固废骨料的协同利用。
• 混凝土界面强化：通过原位生成纳米SiO₂强化骨料-浆体多重界面过渡区，大幅提高界面弹性模量并降低孔隙率。