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作者：于桢琪;刘新;邵丽静;谢辉;张艺;王浩川;冯攀;
单位：东南大学材料科学与工程学院,重大基础设施工程材料全国重点实验室,江苏省土木工程材料重点实验室;
摘要：原位聚合改性水泥基复合材料(iPMCM)具有流动性好、韧性高、界面粘结性优等优势，在修补工程、3D打印等领域具有广泛应用前景。而聚合物对水泥水化的延缓作用导致其早期强度发展缓慢，限制了其进一步应用。采用纳米二氧化硅(NS)改性iPMCM，利用正交实验优选iPMCM的单体质量掺量、引发剂掺量及NS掺量，并探明NS对原位聚合改性水泥基材料水化动力学和微结构的影响规律，揭示NS的增强机理。研究发现，单体和NS分别为水泥质量分数的4.0%和0.3%、引发剂质量分数为单体的4%时，iPMCM的6 h抗压强度最优，比对照组提高了284%，且略微提高抗折强度。NS的成核效应促进水泥水化，优化孔结构，密实水泥微结构；同时，NS通过氢键与聚合物发生相互作用，可能作为交联点强化聚合物网络；单体聚合放热进一步促进了水泥的水化反应。两方面的协同作用优化了iPMCM的有机–无机网络结构，显著提升了iPMCM的早期力学性能，研究结果为拓展iPMCM的应用提供了参考。
关键词：水泥基材料;纳米二氧化硅;原位聚合;早期力学性能;微结构;增强机理
基金资助：国家重点研发计划(2023YFB3711403); 国家自然科学基金(52478238,52408240); 江苏省科技创新资助项目(BK20222004); 博士后创新人才支持计划(BX20240066)
