矽溶膠用於改善水泥基材料性能

水泥基材料是目前應用最為廣泛的建築材料 ，但用水泥基材料建成的建築物 ，往往在達到設計使用年限之前 ，就已經出現不同程度的損壞 ，導致產生巨大的維修 、加固 、拆除重建費用 。為了延長建築物的使用壽命 ，不僅要關注水泥基材料的力學性能 ，還要關注其耐久性 ，找到可以有效改善水泥基材料性能的方法 。

矽酸鹽水泥與水發生水化反應生成一係列的水化產物 ，水化產物中大量存在的 Ca(OH)₂ 是造成水泥基材料耐久性下降的主要原因之一 。Ca(OH)₂ 含量的多少和晶粒的大小對水泥基材料的力學性能和耐久性有著重要影響，要提高水泥基材料的性能，應從降低或消耗水化產物 Ca(OH)₂入手 ；通過摻加活性摻合料 ，可以優化水泥基材料的孔結構 、細化 Ca(OH)₂ 晶粒 、減少Ca(OH)₂ 含量 、提高C-S-H 凝膠的含量 ，從而可以有效的改善水泥基材料的力學性能和耐久性 。

研究表明 ，納米SiO₂材料摻加到水泥基材料中 ，可以促進水泥的水化 ，填充水化產物C-S-H凝膠之間的結合空隙 ，改善水泥石與骨料的界麵微結構 ，提高水泥基材料的力學性能及耐久性 。但納米粉體材料的比表麵積很大 ，納米顆粒之間極易發生團聚 ，一旦發生團聚便很難將其進行分散 ，如果隻是將納米粉體材料簡單的摻加到水泥基材料中 ，納米顆粒將很難發揮其作用 。矽溶膠是納米 SiO₂ 在水中的分散體係 ，是一種膠體溶液 ，將納米 SiO₂ 通過溶膠的方式引入 ，可以大大提高納米粒子的分散性 ，更有利於發揮納米粒子對水泥基材料的增強與改性作用 。

 例如 ，有報道研究表明 ：矽溶膠能夠提高水泥硬化漿體的力學性能 ，並且矽溶膠的加入能有效地降低界麵中Ca(OH)₂晶體的取向程度 ，減少界麵中Ca(OH)₂晶體的數量並細化其尺寸 ，減小界麵過渡區的厚度 ；不同種類的矽溶膠對水泥漿體的影響不同 ，因此其最佳摻量也不同 ；硬化水泥砂漿的強度和耐久性與矽溶膠的摻量以及養護齡期有關 ，水泥砂漿的早期強度及耐久性隨矽溶膠摻量而逐漸增強 ；摻入矽溶膠後 ，水泥漿體中的Ca(OH)₂晶體易沿(0001)晶麵二維長大 ，且晶格缺陷明顯減少 ；與納米SiO₂ 粉體相比 ，矽溶膠對水泥漿體的沉積及流變作用更為顯著，能夠更快地加速水泥水化進程 ，並且能夠更好地改善水泥基材料的力學性能 。

矽溶膠屬於無機材料 ，具有無臭 、無味 、無化學腐蝕的性質 。矽溶膠是納米 SiO₂在水中的分散體係 ，是一種膠體溶液 ，通過溶膠的方式引入納米SiO₂可以大大提高納米粒子的分散性 。矽溶膠具有火山灰效應和填充效應 ，可以與矽酸鹽水泥的水化產物Ca(OH)₂進行反應 ，消耗掉Ca(OH)₂的同時生成強度較大的C- S- H 凝膠 ，提高水泥基材料的力學性能及耐久性 。