掺入纳米SiO2对再生混凝土性能影响的研究

王维成，王悦，张道明，张学元，王丽

掺入纳米SiO2对再生混凝土性能影响的研究

王维成1，王悦1，张道明2，张学元2，王丽2

（1.齐齐哈尔大学 材料科学与工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006；2.齐齐哈尔大学 建筑与土木工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

：再生混凝土作为绿色环保型混凝土，是节约资源、保护环境、实现建筑材料可持续发展的重要手段。再生骨料因孔隙率高、吸水率大，致使再生混凝土在力学性能、耐久性能及流动性能方面与原生混凝土存在一定差距。纳米SiO2因具有高渗透性、高活化性以及掺入至水泥基材料后可对孔隙进行填充等众多优异特性，使其成为改性再生混凝土的重要材料。总结了国内外有关纳米SiO2改性再生混凝土在力学性能、抗冻融性、抗氯离子渗透性及流动性能等方面的研究进展，针对目前普遍关注纳米SiO2再生混凝土的力学性能，缺少其耐久性能、流动性能等综合性能研究的现状，提出了完善纳米SiO2再生混凝土微观机理研究、加强活性掺合料+纳米SiO2+减水剂共同改性条件下再生混凝土性能等研究建议，为综合后续进行纳米SiO2掺入对再生混凝土性能影响的相关测试研究提供思路。

再生混凝土；纳米SiO2；水泥基；力学性能

建筑物拆除后的废弃混凝土、搅拌站中未浇筑的不合格混凝土等一直是建筑材料可持续发展的难点问题[1]，随着搅拌站商品混凝土生产规模的扩大，不合格新拌混凝土产量在三年间增长了近十倍[2]。我国废弃混凝土再生利用率低，常采用填埋或堆放等粗放的处理方式，从而占用大量耕地，造成环境污染。再生混凝土（简称RAC）是解决废弃混凝土垃圾过剩，实现建筑材料可持续发展的重要手段[3-4]，限于再生骨料具有孔隙率大、易吸水、密度小、表面粗糙、菱角分明等特点，使得其与天然骨料相比存在较明显差异，从而直接或间接影响了再生混凝土的力学性能及工作性能[5]。近年来，纳米材料的蓬勃发展，特别是纳米SiO2因具有高渗透性、高比表面能、亲水性好[6]以及掺入至水泥基材料中可加快水泥水化速率、改善力学性能及孔隙率等良好特性[7]，使得研究者们将目光投入到利用纳米SiO2改善再生混凝土性能上[8]。

骨料-水泥界面过渡区（ITZ）作为水泥基材料薄弱的界面层，对混凝土力学性能影响显著[9]，纳米SiO2掺入后，使得再生混凝土界面过渡区的性能得到有效改善。纳米SiO2基团可以为水泥水化产物C-S-H凝胶提供成核位点[10]，纳米SiO2二次水化后生成的C-S-H凝胶还可填补界面过渡区中微小的孔隙[11]，种种优势特性使得纳米SiO2改性再生混凝土成为炙手可热的研究课题。

近年来，国内外已广泛开展利用纳米SiO2改性再生混凝土的试验研究，目前普遍关注纳米SiO2掺入后再生混凝土短时间内的力学性能，如抗压强度、劈拉抗拉强度、抗折强度等，而在考虑环境因素、服役年限等耐久性能，流动性等工作性能则有待进一步研究分析。本文将根据上述所提方面进行综述与讨论，并对今后尚要开展的相关研究进行展望，为再生混凝土工程应用提供实验及理论支持。

1 纳米SiO2对再生混凝土力学性能的影响

因再生骨料孔隙率大、吸水率较高，使得再生混凝土内部孔隙及裂缝较多，成为影响再生混凝土强度提升的主要因素[12]，从图1中ITZ示意图可知，再生混凝土表面附着许多疏松多孔的老砂浆，当与水泥、砂、水等搅拌制备再生混凝土时，会与新砂浆形成更多界面过渡区，造成强度下降等问题。掺入纳米SiO2水化后，可以快速与再生骨料残留的Ca(OH)2反应生成C-S-H凝胶填充再生骨料缝隙并诱发其活性[13]，同时还能将疏松的C-S-H联结成致密网状结构使其成为密实界面[14]，增强再生混凝土的力学性能。

研究人员通过纳米SiO2预浸再生粗骨料、骨料拌合直接掺入SiO2、减水剂与纳米SiO2预先混合掺入等不同方式，使纳米SiO2掺入后可以快速与水泥材料反应，ITZ界面过渡区得到有效改善。如图2所示，未掺入纳米SiO2的再生混凝土ITZ界面过渡区新旧砂浆交接处有明显裂纹并伴有微小孔洞[15]，而纳米SiO2强化后的ITZ界面过渡区水化产物更丰富，如针棒AFt晶体相互搭接形成网状结构，并有部分的C-S-H凝胶填充于孔隙骨架结构中，使得界面过渡区的微观结构更加致密[16]。

图1 ITZ界面过渡区示意图[5]

图2 强化前后ITZ界面过渡区

1.1 预浸泡改性

文献[17-18]中，研究人员将骨料预先浸泡在0.3%～1.0%质量分数的纳米SiO2中，这种掺入方式可使纳米SiO2充分浸入到骨料，试验结果表明骨料预浸泡纳米SiO2后，抗压强度提升了3.0%～4.4%，过多掺入纳米SiO2会导致其坍落度降低，同时抗压强度反降不升；对此肖建庄等[19]作了一定改进，他们将纳米SiO2与粉煤灰复掺入再生混凝土中，如图3所示，结果表明，1.0%纳米SiO2与30%粉煤灰复掺入RAC时，坍落度与普通RAC相比增加了12.5%，但此方法仅依靠宏观力学结果，机理方面解释需进一步研究。

图3 新拌再生混凝土坍落度[18-19]

图4 掺入纳米SiO2两种混凝土动态抗压强度比较[32,34]

1.2 直接掺入改性

路程等[20]直接将0.4%～2.0%质量分数的纳米SiO2掺入到再生混凝土中，这种掺入方法操作简单快捷，纳米SiO2用量较低，试验测得抗压强度为普通RAC的1.58倍，但掺量过多后其抗压强度呈递减趋势，主要原因为过多纳米SiO2容易产生团聚，不能有效参与水化反应；赵强等[21]直接将3.0%质量分数的纳米SiO2掺入至橡胶再生混凝土中，结果显示橡胶再生混凝土抗压强度、抗折强度分别提升17.05%、28.96%，但橡胶颗粒会削弱再生混凝土抗渗性能[22]，具体实践应用有待继续研究；Song等[23]通过SEM观察到未添加纳米SiO2的RAC中原子键合较弱，掺入经过超声均化器处理的纳米SiO2和碳纳米管后，可与CaOH2晶核形成凝胶以填充微小裂纹，抗拉强度有效提升；表1列出了研究者们[23-25]在不同掺量纳米SiO2条件下测试的RAC劈拉抗拉强度，试验数据表明，短期内劈拉抗拉强度随纳米SiO2掺量增加有所提升，但过多掺入会导致强度呈下降趋势，因此掺量控制及配合比是提升强度的关键指标；罗素蓉等[26]通过三点弯曲梁法得出RAC的双K断键参数较差，直接掺入1%掺量纳米SiO2对可有效提升RAC的起裂韧度和失稳韧度；此外纳米SiO2的掺入使得C-S-H凝胶构成三维网状结构，阻止裂缝开展[27]。

表1 不同文献中的劈拉抗拉强度

1.3 减水剂与纳米SiO2预先混合改性

由于纳米材料易因高范德华力产生聚团现象[28]，许跃青等[29]先将减水剂与水混合搅拌，再加入纳米SiO2，这种方法利用水和减水剂的分散作用，防止纳米颗粒吸附在容器内壁上，实验测得掺入1.5%质量分分数的纳米SiO2，再生混凝土抗压强度、劈拉抗拉强度分别提升5.0%、5.6%，但掺入后RAC的弹性模量和呈下降趋势，现研究数据表明再生混凝土的弹性模量下降会对劈拉抗拉强度造成不利影响[30-31]，掺入纳米SiO2后RAC弹性模量变化对强度影响有待进一步研究；李文贵等[32]利用该掺入方法经霍普金森压杆试验测得1%掺量纳米SiO2可以明显增强再生混凝土抗冲击性能，提升混凝土受动荷载时吸收能量的能力[33]，降低再生混凝土应变率敏感性，图4比较了普通混凝土[34]与再生混凝土[32]中直接掺入SiO2后动态抗压强度变化，可明显看出掺入过多纳米SiO2后，两种混凝土动态抗压强度均呈现下降趋势。

综上，多数研究者认为孔隙率高、微裂缝较多等劣势使再生混凝土在力学性能上与普通混凝土相比有一定差距，ITZ较弱也是影响力学性能的薄弱一环。上文提到通过纳米SiO2掺入，可一定程度改善再生混凝土力学性能，优化ITZ界面过渡区结构。掺量控制是关键指标，过多掺入会导致其强度反降不升。目前，大部分研究通过宏观力学测试较多，且多数仅针对于低、中强度再生混凝土，今后可以针对不同纳米材料掺入后性能比较、细部机理分析及掺入高强度再生混凝土后性能影响展开更广泛研究。

2 掺入纳米SiO2对再生混凝土耐久性能影响

由于再生混凝土骨料孔隙率较大，抗冻融性、抗氯离子渗透性等耐久性能随着骨料取代率的增加而降低[35]，掺入纳米SiO2后，活性反应产生的大量C-S-H凝胶可起到封堵毛细孔道、减少孔隙中自由水、增强再生混凝土密实性的作用[36]，如图5所示，与普通再生混凝土基体中裂缝和微小孔隙较多相比[37]，纳米SiO2掺入后，再生混凝土基质表现出致密的微观结构，二次水化生成的C-S-H凝胶能够有效填充孔隙及微裂缝[38]，从而改善再生混凝土的耐久性能。

2.1 掺入纳米SiO2对再生混凝土抗冻融性影响

北方地区特别是东北地区发生的冻融现象严重影响着混凝土耐久性能[39]，冻融产生的微裂缝会导致一定厚度的损伤层[40]，破坏内部结构，影响建构筑物的使用性能。与普通混凝土相比再生混凝土抗冻融性差的原因主要为再生骨料孔隙率高，导致其吸水率较大，文献[14]中试验数据表明，天然粗骨料吸水率为1.7%，而再生粗骨料吸水率竟达到了6.7%，张雷顺等[41]通过试验验证了再生混凝土中孔隙水的存在使RAC抗冻融性大打折扣，因此，填充孔隙以减少孔隙水作用对于改善再生混凝土抗冻融性至关重要。

图5 (a)未强化的再生混凝土基体[37]　　　　(b)纳米SiO2强化后的再生混凝土基体[38]

文献[42-43]研究发现，掺入一定掺量的纳米SiO2可以有效填充RAC毛细孔洞，降低自由水含量，经50次冻融循环后轴心抗压测试显示，1.0%～1.5%质量分数的纳米SiO2使抗压强度提升了6.27%～13.33%；同时，C-S-H凝胶还可吸收部分金属离子，防止金属离子聚集后在其内部发生酸碱反应以提高其耐久性[44]，但纳米SiO2表面吸附形成的薄膜导致冻融测试后期强度增长缓慢[45]；表2比较了文献[14,46]中掺入纳米SiO2后再生骨料吸水率变化趋势，从中可以看出随着纳米SiO2掺量的增加，吸水率均呈下降趋势，纳米SiO2浸泡时间越长，再生骨料吸水率越低，孔隙水含量得到一定控制；刘常涛[47]利用超声波搅拌纳米SiO2后加入骨料中，发现超过4%质量分数的纳米SiO2掺入会发生团聚现象，削弱抗冻性能，原因为过多SiO2会导致水泥过度膨胀，减少了比表面积并增加了颗粒间距[48]。

表2 掺入纳米SiO2后吸水率的变化

2.2 掺入纳米SiO2对再生混凝土抗氯离子渗透性能影响

在钢筋混凝土结构中，氯离子侵蚀会导致钢筋表面钝化膜破坏[49]，使得钢筋锈蚀膨胀造成混凝土破坏[50]，与普通混凝土相比，再生混凝土内部孔隙较多，氯离子不断涌入侵袭再生混凝土内部，使得ITZ区域不断增宽，氯离子扩散系数与ITZ宽度成正相关性[51]，如图6所示，再生混凝土中旧砂浆孔隙度要大于普通混凝土中砂浆孔隙度，氯离子扩散率也随着旧砂浆毛细孔的增加而增加[52]，严重影响着再生混凝土的耐久性。因此，通过填充孔隙方式使混凝土内部更加密实紧致可有效改善再生混凝土抗氯离子渗透性。

图6 (a)原始混凝土中的水泥砂浆[52]　　　　　　　　(b)再生混凝土中的水泥砂浆[52]

文献[53-54]将纳米SiO2掺入普通混凝土和再生混凝土中，利用NEL[55]法和MIP孔隙测试技术分别测定了抗氯离子渗透性，结果表明掺入纳米SiO2后，两种混凝土的抗氯性能均有所提升，因为纳米SiO2降低孔隙率的同时，还降低了微观结构连通性，但掺量超4%后抗氯离子渗透性有所降低；杨青等[56]利用纳米改性矿物料与纳米SiO2复掺入RAC中，测得复掺后总导电量降低30%以上，结构也变得更加致密，骨料孔隙逐渐由大毛细孔转变为中毛细孔[57]；肖建庄等[58]在此基础上利用通电法测得粉煤灰与纳米SiO2复掺后再生混凝土抗氯性、通电性能有所改善，同时研究还表明通电量与氯离子迁移系数呈正相关。

综上，大多数研究表明，再生混凝土骨料孔隙率高、吸水能力强，与普通混凝土相比耐久性能较差。掺入纳米SiO2可填充内部孔隙及微裂缝，优化孔隙结构，使再生混凝土内部更加致密，耐久性能得到有效提升。但掺量过多仍会导致抗冻融性、抗氯离子渗透性降低，掺量控制及相关细部机理研究有待分析；同时，对于掺入纳米SiO2后再生混凝土的抗碳化性能、抗侵蚀性能等综合耐久性能影响还应进一步开展相关测试研究。

3 掺入纳米SiO2对再生混凝土流动性能影响

再生混凝土中骨料表面粗糙、孔隙率较大的特性使其压碎指标和吸水率较高[59]，张学兵等[60]研究表明，附加用水量为30%时，再生混凝土的流动性才能达到标准，并且影响因素较多，拌合时间、搅拌方式、配合比及温度等均影响着再生混凝土的流动性能[61]。

文献[62-63]中研究者均采用半绝热量热法对掺入纳米SiO2的水泥进行了测试，图7(a)[62]数据表明，掺入纳米SiO2后，大量C-S-H凝胶减轻了糖类缓凝剂（0.2%掺量）对水泥水化的阻滞作用，温度主峰从67.7h提前到了45.3h，分析原因为硬化水泥浆的空隙和微间隙随水泥水化被进一步减小和变窄，减弱了缓凝剂对保护层的吸附作用；图7(b)[63]数据则表明纳米SiO2的掺入加快了早起水泥水化，使得其过早凝结，Hou等[63]认为纳米SiO2的掺入加快了早期水泥水化，后期水化时会产生抑制作用，对强度提升造成不利影响，粉煤灰则可以减弱凝结时间过早的影响，这与前文中肖建庄[18]的试验结论相符合；Hosseini等[64]研究认为纳米SiO2很高的比表面积，使其表面还有大量不饱和键吸附周围水分子，从而形成硅烷醇基团（Si—OH），降低了水胶比导致流动性降低。

目前，有关掺入纳米SiO2后再生混凝土流动性能相关研究较少，但流动性能直接影响混凝土的浇筑与实际应用，掺入纳米SiO2后如何更好的减少流动性损失，使其更广泛应用于不同施工环境，是未来研究的关注点之一。

图7 (a)纳米SiO2掺入含有缓凝剂水泥[62]　　　　　　(b)纳米SiO2掺入普通水泥[63]

4 结论与展望

本文重点阐述了纳米SiO2掺入再生混凝土后力学性能、耐久性能（包括抗冻融性、抗氯离子渗透性）及流动性能的国内外研究进展，多数研究者认为再生混凝土在力学性能及耐久性能方面都要劣于普通拌合混凝土，然而，通过掺入纳米SiO2的方式可以优化并改善混凝土的内部结构，实现与普通拌合混凝土相同，以至于超过普通混凝土的力学性能和耐久性能，但掺入后流动性普遍降低。基于目前掺入纳米SiO2对再生混凝土性能影响的研究，得到两点研究展望：（1）目前大部分研究方法主要使用宏观研究手段（如力学性能测试等），对于微观细部机理研究较少，应多开展有关再生混凝土中掺入纳米SiO2后细部机理变化分析（如元素组成、晶体状态等），增强对其微观机理的认知能力；（2）硅灰、碳纳米管、粉煤灰、减水剂等掺入混凝土中可迅速与水泥基材料发生反应，发挥良好的力学及工作性能，下一步可针对不同材料与纳米SiO2复掺入已过初凝期的不合格混凝土中，进行力学性能测试及微观机理分析，为掺入纳米SiO2对水泥基材料的功能优化展开更广泛的研究。

[1] 肖建庄. 再生混凝土[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2008: 3-11.

[2] 易卓然，肖建庄，薛松涛，等. 不合格新拌混凝土回收利用基本试验研究[J]. 建筑材料学报，2020, 1-12.

[3] 梁芮，于江，秦拥军. 废弃混凝土再生骨料的研究综述[J]. 混凝土，2013, 283(05): 93-96, 100.

[4] 李秋义，全洪珠，秦原. 混凝土再生骨料[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010: 3-17.

[5] 曹万林，赵羽习，叶涛萍，等. 再生混凝土结构长期工作性能研究进展[J]. 哈尔滨工业大学学报，2019, 51(06): 1-17.

[6] 王鑫. 碳纳米管增强的纳米硅溶胶渗透加固砂土的试验研究[D]. 杭州：浙江科技学院，2019.

[7] 解志益，周涵，李庆超，等. 纳米硅溶胶的制备及在水泥基材料中的应用研究进展[J]. 材料导报，2020, 34(S2): 1160-1163.

[8] SOBOLEV S K. Nanotechnology in concrete–A review[J]. Construction and Building Materials, 2010, 24(11): 2060-2071.

[9] OLLIVIER J P, MASO J C, BOURDETTE B. Interfacial transition zone in concrete[J]. Advanced Cement Base Materials, 1995, 2(1): 30-38.

[10] BJORNSTROM J, MARTINELLI A, MATIC A, et al. Accelerating effects of colloidal nano-silica for beneficial calcium–silicate–hydrate formation in cement[J]. Chemical Physics Letters, 2004, 392(1-3): 242-248．

[11] THOMAS J J, JENNINGS H M, CHEN J J. Influence of nucleation seeding on the hydration mechanisms oftricalcium silicate and cement[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2009, 113(11): 4327-4334.

[12] 徐福卫，田斌，徐港，等. 再生混凝土界面过渡区定量分析[J]. 人民长江，2020, 51(10): 177-181.

[13] LI W, LUO Z, LONG C. Effects of nano particle on the dynamic behaviors of recycled aggregate concrete under impact loading[J]. Materials and Design, 2016, 112(15): 58-66.

[14] 闫洪生. 纳米SiO2强化再生粗骨料混凝土力学性能的试验研究[D]. 青岛：青岛理工大学，2018.

[15] MENG T, ZHANG J, WEI H. Effect of nano-strengthening on the properties and microstructure of recycled concrete[J]. Nanotechnology Reviews, 2020, 9(1): 79-92.

[16] 徐鹏飞. 氯盐环境下纳米强化再生骨料混凝土梁耐久性能提升研究[D]. 南京：江苏大学，2020.

[17] 范玉辉，牛海成，张向冈，等. 纳米SiO2改性再生混凝土试验研究[J]. 混凝土，2017, 34(07): 92-95.

[18] 肖建庄，李标，张凯建，等. 纳米二氧化硅改性再生混凝土的单轴受压动态力学性能[J]. 同济大学学报（自然科学版），2021, 49(01): 30-39.

[19] 肖建庄，陈祥磊，李标，等. 纳米SiO2和粉煤灰复掺对再生混凝土性能的影响[J]. 建筑科学与工程学报，2020, 37(01): 26-32.

[20] 路程，全晓旖，周孟真，等. 改性纳米SiO2掺合料RAC力学性能试验研究[J]. 混凝土，2020, 51(01): 78-81.

[21] 赵强，刘元珍. 纳米氧化硅-橡胶再生混凝土力学性能研究[J]. 河南大学学报（自然科学版），2016, 46(01): 108-112.

[22] 尚文彪. 橡胶再生混凝土力学性能与抗渗性试验研究[D]. 郑州：华北水利水电大学，2019.

[23] SONG X B, LI C Z, CHEN D D. Interfacial mechanical properties of recycled aggregate concrete reinforced by nano-materials-Science Direct[J]. Construction and Building Materials, 2020, 270(1): 12-17.

[24] CHANG G A, LIANG H A, Lyb C. Mechanical properties of recycled aggregate concrete modified by nano-particles[J]. Construction and Building Materials, 2020, 241(01): 1-16.

[25] MUKHARJEE B B, BARAI S V. Influence of nano silica on the properties of recycled aggregate concrete[J]. Construction and Building Materials, 2014, 55: 29-37.

[26] 罗素蓉，白俊杰. 纳米改性对再生混凝土双K断裂参数的影响[J]. 水利学报，2018, 49(06): 670-677.

[27] 张鹏，李清富，朱海堂，等. 纳米SiO2和钢纤维增强混凝土的断裂韧度[J]. 建筑材料学报，2017, 20(03): 366-372.

[28] 朱燕萍，徐连来，李长福，等. 纳米颗粒团聚问题的研究进展[J]. 天津医科大学学报，2005(02): 338-341.

[29] 许跃青，王添龙. 纳米二氧化硅改性再生混凝土力学性能试验研究[J]. 广东建材，2018, 34(09): 5-9.

[30] 周聪，郑泽宇，孔祥清，等. 高性能聚丙烯纤维对再生混凝土力学性能的影响[J]. 科学技术与工程，2021, 21(01): 303-309.

[31] 徐金俊，陈宗平，余兴国，等. 长龄期再生混凝土弹性模量及泊松比试验研究[J].混凝土，2012, 17(01): 15-17, 23.

[32] 李文贵，罗智予，龙初，等. 纳米再生骨料混凝土的动态力学性能试验研究[J]. 湖南大学学报（自然科学版），2017, 44(09): 92-99.

[33] 杨涛，王社良，刘伟，等. 性能增强再生混凝土框架中节点抗震性能试验[J]. 湖南大学学报（自然科学版），2016, 43(11): 68-77.

[34] WANG K S, DA I G L, KONG F C, et al. Study on dynamics performance of nano-concrete[J]. Applied Mechanics and Materials, 2012, 217-219: 199-202.

[35] 肖建庄，马旭伟，刘琼，等. 全再生混凝土概念的衍化与研究进展[J]. 建筑科学与工程学报，2021, 38(02): 1-15.

[36] SENFF L, HOTZA D. Effect of nano SiO2and nano TiO2addition on the rheological behavior and the hardened properties of cement mortars[J]. Materials Science and Engineering, 2012, 532(15): 354-361.

[37] LI W, LONG C, TAM V, et al. Effects of nano-particles on failure process and microstructural properties of recycled aggregate concrete[J]. Construction and Building Materials, 2017, 142: 42-50.

[38] YUE Y, ZHOU Y, XING F, et al. An industrial applicable method to improve the properties of recycled aggregate concrete by incorporating nano-silica and micro-CaCO3[J]. Journal of Cleaner Production, 2020, 259: 120920.

[39] 解国梁，申向东，刘金云，等. 氯盐冻融耦合作用下再生混凝土损伤劣化规律[J].硅酸盐通报，2021, 40(02): 473-479.

[40] 寇佳亮，张卓越，孙国兴，等. 高延性混凝土冻融损伤的超声波研究[J].建筑结构，2021, 51(04): 91-95, 113.

[41] 张雷顺，王娟，黄秋风，等. 再生混凝土抗冻耐久性试验研究[J]. 工业建筑，2005(09): 64-66, 45.

[42] 关瑞，刘元珍，吕丹丹，等. 冻融循环对纳米再生混凝土抗压强度影响试验研究[J]. 混凝土，2018(02): 98-101.

[43] 王玲玲，谷亚新，李育霖，等. 纳米强化技术对再生混凝土耐久性影响研究[J]. 混凝土，2014(07): 48-51.

[44] WANG D, ZHAO Q, YANG C, et al. Study on frost resistance and vegetation performance of seashell waste pervious concrete in cold area[J]. Construction and Building Materials, 2020, 265(5): 120758.

[45] 唐小萍，魏秀瑛，刘晓文，等. 纳米SiO2提高不同龄期混凝土力学性能试验[J]. 科技导报，2011, 29(21): 64-69.

[46] YOUNIS K H, MUSTAFA S M. Feasibility of Using Nanoparticles of SiO2to improve the performance of recycled aggregate concrete[J]. Advances in Materials Science and Engineering, 2018, 1-11.

[47] 刘常涛. 纳米材料对再生混凝土抗冻性能的影响[J]. 山东农业大学学报（自然科学版），2019, 50(04): 601-603.

[48] LOU J. Study on the properties of permeable concrete and the degradation of freeze-thaw cycles under the influence of different admixtures[D]. Thesis, Shandong University, 2016.

[49] 金伟良，赵羽习. 混凝土结构耐久性[M].北京：科学出版社，2014.

[50] 潘艺倩，梁超锋，何智海，等. 再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能研究进展[J]. 硅酸盐通报，2018, 37(02): 501-507.

[51] 宫尧尧，李楠，张蕾，等. 离子侵蚀对再生混凝土多重界面区（ITZ）性能的影响[J]. 混凝土与水泥制品，2021(02): 91-96.

[52] YING J, ZHOU B, XIAO J, et al. Pore structure and chloride diffusivity of recycled aggregate concrete with nano-SiO2and nano-TiO2[J]. Construction and Building Materials, 2017, 150: 49-55.

[53] 林腾玮，刘孙涛，罗素蓉，等.纳米SiO2改性再生混凝土抗氯离子的渗透性能实验[J]. 福州大学学报（自然科学版），2019, 47(04): 533-537.

[54] LIU R, XIAO H, GENG J, et al. Effect of nano-CaCO3and nano-SiO2on improving the properties of carbon fibre-reinforced concrete and their pore-structure models[J]. Construction and Building Materials, 2020, 244(017): 118-121.

[55] LU X Y. Application of the Nernst-Einstein equation to concrete[J]. Cement and Concrete Research, 1997, 27(2): 10-14.

[56] 杨青，钱晓倩，钱匡亮，等. 再生混凝土纳米复合强化试验[J]. 材料科学与工程学报，2011, 29(01): 66-69, 130.

[57] SHAIKH F, CHAVDA V, MINHAJ N, et al. Effect of mixing methods of nano silica on properties of recycled aggregate concrete[J]. Structural Concrete, 2017, 19(6): 2-13.

[58] 肖建庄，李标，杨钱荣，等. 复合改性再生混凝土抗氯离子渗透性能[J]. 混凝土与水泥制品，2019, 21(10): 1-5.

[59] 王玲玲，宋学君，孙小巍，等. 聚羧酸减水剂对再生混凝土流动性影响正交试验设计[J]. 混凝土，2015, 47(06): 88-89, 92.

[60] 张学兵，邓寿昌，覃银辉，等. 附加用水量对再生混凝土强度及其流动性能的影响[C]//首届全国再生混凝土研究与应用学术交流会，2008, 164.

[61] 柯晓军，叶春颖，陈世杰，等. 石粉含量及机制砂取代率对再生粗骨料混凝土流动性和抗压强度的影响[J]. 混凝土，2020, 71(06): 106-108, 112.

[62] KONG D, HE G, PAN H, et al. Influences and mechanisms of Nano-C-S-H Gel addition on fresh properties of the cement-based materials with sucrose as retarder[J]. Materials, 2020, 13(10): 23-45.

[63] HOU P K, KAWASHIMA S, WANG K J, et al. Effects of colloidal nanosilica on rheological and mechanical properties of fly ash-cement mortar[J]. Cement and Concrete Composites, 2013, 35(1): 12-22.

[64] HOSSEINI P, BOOSHEHRIAN A, MADARI A. Developing concrete recycling strategies by utilization of nano SiO2particles[J]. Waste and Biomass Valorization, 2011, 2(3): 347-355.

Research progress on the effect of adding nano-SiO2on the properties of recycled concrete

WANG Wei-cheng1，WANG Yue1，ZHANG Dao-ming2，ZHANG Xue-yuan2，WANG Li2

(1.School of Material Science and Engineering, Qiqihar University, Heilongjiang Qiqihar 161006, China;2.College of Architecture and Civil Engineering, Qiqihar University, Heilongjiang Qiqihar 161006, China)

As a green and environmentally friendly concrete, recycled concrete is an important means to save resources, protect the environment, and realize the sustainable development of building materials. Due to the high porosity and water absorption of recycled aggregates, there is a certain gap between recycled concrete and virgin concrete in terms of mechanical properties, durability and fluidity. Nano-SiO2has many excellent characteristics such as high permeability, high activation and can fill pores after being incorporated into cement-based materials, making it an important material for modified recycled concrete. This article summarizes the research progress of nano SiO2modified recycled concrete in terms of mechanical properties, freeze-thaw resistance, chloride ion permeability and flow properties at home and abroad. Aiming at the current general concern about the mechanical properties of nano-SiO2recycled concrete, it lacks its durability. The current status of comprehensive performance research such as performance and fluidity, puts forward the research suggestions on improving the micro-mechanism of nano-SiO2recycled concrete, strengthening the performance of recycled concrete under the joint modification of active admixtures+nano SiO2+water-reducing agent. The relevant test research on the influence of SiO2incorporation on the performance of recycled concrete provides ideas.

recycled concret；nano-SiO2；cement base；mechanical properties

2021-07-05

齐齐哈尔市科学技术计划项目——寒区水泥稳定砂砾半刚性基层优化设计的研究（SFGG-201703）

王维成（1995-），男，黑龙江佳木斯人，在读硕士，主要从事再生混凝土改性研究，758382724@qq.com。

TU528

A

1007-984X(2022)01-0044-08