用富含臭氧的水改變混凝土的物理和機械性能研究

混凝土生產正在不斷發(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，揭示了混凝土生產的重大好處。

為什么在混凝土生產中使用臭氧？

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改變混凝土的物理和機械性能。該研究強調了這些氣泡如何增強水化過程，從而導致更致密、更耐用的混凝土基質。

研究的主要發(fā)現

1. 增強耐用性和機械性能

吸水率:

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

抗壓強度:

經過臭氧處理的水在28天后將混凝土的抗壓強度提高了61%，顯著提高了其承載能力。

耐凍性:

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

耐鹽結晶性：

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

2. 顯微結構的改進

孔隙度減少:

汞侵入孔隙度測量結果顯示，氧和臭氧M-NBs均可降低總孔隙度和平均孔徑，使混凝土結構更致密、更均勻。

導熱系數:

臭氧處理混凝土的致密基質也增加了其導熱性，這可能會降低絕熱性，但提高了結構的完整性。

均勻性:

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

3. 環(huán)境及經濟效益

減少化學外加劑：

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

能源效率:

優(yōu)化微納氣泡的產生可以使這種方法更加節(jié)能，進一步減少混凝土生產的碳足跡。

在混凝土中加入富含臭氧的水的好處

強度增強

壓縮和彎曲強度的顯著改善轉化為更持久，更有彈性的結構。

改善耐久性

抗霜凍損害和鹽結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，保護嵌入的鋼筋免受腐蝕，延長了混凝土的使用壽命。

可持續(xù)性

通過減少對化學外加劑的需求和優(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。

顯微結構的同質性

更致密、更一致的水泥基質提高了在各種條件下的耐久性和機械性能。

混凝土技術對未來的影響

研究結果強調了氧和臭氧M-NBs在混凝土生產中的革命性潛力。通過提高耐久性和強度，這種創(chuàng)新的方法可以為建筑材料設定新的基準，特別是在苛刻的環(huán)境中。

然而，需要進一步的研究來探索：

可擴展性：這種方法能否在大規(guī)模建設中經濟有效地應用？

長期性能：經過臭氧處理的混凝土在幾十年的使用中表現如何？

環(huán)境影響：使用富含臭氧的水的整個生命周期的好處是什么？

結論

將臭氧摻入混凝土生產水中，為實現更堅固、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)新的解決方案來應對現代挑戰(zhàn)，氧氣和臭氧微納米氣泡在材料性能方面呈現出有希望的飛躍。

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