用富含臭氧的水改變混凝土的物理和機(jī)械性能研究

混凝土生產(chǎn)正在不斷發(fā)展，其創(chuàng)新旨在提高這種重要建筑材料的強(qiáng)度、耐久性和環(huán)保性能。一種突破性的方法是在混合水中使用氧（O?）和臭氧（O?）微納米氣泡（M-NBs）。最近的一項(xiàng)研究深入研究了這種方法的變革性影響，揭示了混凝土生產(chǎn)的重大好處。

為什么在混凝土生產(chǎn)中使用臭氧？

傳統(tǒng)的混凝土攪拌依賴于清水，但在水中加入臭氧和氧氣的微納氣泡會(huì)改變混凝土的物理和機(jī)械性能。該研究強(qiáng)調(diào)了這些氣泡如何增強(qiáng)水化過(guò)程，從而導(dǎo)致更致密、更耐用的混凝土基質(zhì)。

研究的主要發(fā)現(xiàn)

1. 增強(qiáng)耐用性和機(jī)械性能

吸水率:

與參考混凝土相比，富氧水的吸水系數(shù)降低了42.7%，而富臭氧水的吸水系數(shù)降低了52.3%。較低的吸水率意味著更好的抗?jié)駳馇秩耄瑴p少開裂和腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。

抗壓強(qiáng)度:

經(jīng)過(guò)臭氧處理的水在28天后將混凝土的抗壓強(qiáng)度提高了61%，顯著提高了其承載能力。

耐凍性:

經(jīng)過(guò)150次凍融循環(huán)后，臭氧處理的混凝土表現(xiàn)出58%的重量損失減少，只有7.8%的抗壓強(qiáng)度下降，而參考混凝土的損失為18.5%。

耐鹽結(jié)晶性：

與臭氧水混合的混凝土抗鹽結(jié)晶性提高了11%，使其成為通常使用除冰鹽的環(huán)境的理想選擇。

2. 顯微結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

孔隙度減少:

汞侵入孔隙度測(cè)量結(jié)果顯示，氧和臭氧M-NBs均可降低總孔隙度和平均孔徑，使混凝土結(jié)構(gòu)更致密、更均勻。

導(dǎo)熱系數(shù):

臭氧處理混凝土的致密基質(zhì)也增加了其導(dǎo)熱性，這可能會(huì)降低絕熱性，但提高了結(jié)構(gòu)的完整性。

均勻性:

微納氣泡有助于在水泥基體內(nèi)均勻分布，減少薄弱環(huán)節(jié)，提高整體性能。

3. 環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益

減少化學(xué)外加劑：

富含臭氧的水可以取代傳統(tǒng)的化學(xué)添加劑，降低成本和對(duì)環(huán)境的影響。

能源效率:

優(yōu)化微納氣泡的產(chǎn)生可以使這種方法更加節(jié)能，進(jìn)一步減少混凝土生產(chǎn)的碳足跡。

在混凝土中加入富含臭氧的水的好處

強(qiáng)度增強(qiáng)

壓縮和彎曲強(qiáng)度的顯著改善轉(zhuǎn)化為更持久，更有彈性的結(jié)構(gòu)。

改善耐久性

抗霜凍損害和鹽結(jié)晶確保在極端氣候和沿海地區(qū)有更好的性能。

低孔隙度

孔隙率的降低降低了吸水率，保護(hù)嵌入的鋼筋免受腐蝕，延長(zhǎng)了混凝土的使用壽命。

可持續(xù)性

通過(guò)減少對(duì)化學(xué)外加劑的需求和優(yōu)化能源使用，這種方法為建筑提供了一種更環(huán)保的選擇。

顯微結(jié)構(gòu)的同質(zhì)性

更致密、更一致的水泥基質(zhì)提高了在各種條件下的耐久性和機(jī)械性能。

混凝土技術(shù)對(duì)未來(lái)的影響

研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了氧和臭氧M-NBs在混凝土生產(chǎn)中的革命性潛力。通過(guò)提高耐久性和強(qiáng)度，這種創(chuàng)新的方法可以為建筑材料設(shè)定新的基準(zhǔn)，特別是在苛刻的環(huán)境中。

然而，需要進(jìn)一步的研究來(lái)探索：

可擴(kuò)展性：這種方法能否在大規(guī)模建設(shè)中經(jīng)濟(jì)有效地應(yīng)用？

長(zhǎng)期性能：經(jīng)過(guò)臭氧處理的混凝土在幾十年的使用中表現(xiàn)如何？

環(huán)境影響：使用富含臭氧的水的整個(gè)生命周期的好處是什么？

結(jié)論

將臭氧摻入混凝土生產(chǎn)水中，為實(shí)現(xiàn)更堅(jiān)固、更耐用和可持續(xù)的混凝土提供了一條引人注目的道路。隨著建筑行業(yè)尋求創(chuàng)新的解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)現(xiàn)代挑戰(zhàn)，氧氣和臭氧微納米氣泡在材料性能方面呈現(xiàn)出有希望的飛躍。

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https://pdfs.semanticscholar.org/7776/6ed133c43d89708ecb30af39ca682252e394.pdf