近日，我院土木工程专业三年级本科生胡宏寅在材料科学领域期刊（Materials，SCI三区，IF=3.1）上在线发表了题为Experimental study on cement-based materials modified by nano-zinc oxide and nano-zirconia based on response surface optimization design的研究性论文。

在水泥混凝土中，使用纳米材料替代部分水泥，可以在纳米尺度上改变微观结构，从而显著提高水泥基复合材料的力学性能和耐久性。然而，纳米氧化锌和纳米氧化锆具有不同的表面效应和化学活性，对水泥基材料的作用也是不尽相同。鉴于此，本研究对比纳米氧化锌和纳米氧化锆掺量对水泥基材料的力学性能、水饱和系数、收缩性能、CH含量和CSH含量的影响（如图1）。

（a）抗压强度                   （b）饱和吸水量

（c）干燥收缩                （d）自收缩

（e）CH含量                      （f）CSH含量

图1 水泥基材料的性能

研究表明，纳米材料种类、掺量和水灰比三个因素对抗压强度、饱水系数和质量损失有显著影响。纳米氧化锌和纳米氧化锆替代部分水泥，使水泥基材料抗压强度提高15.14%~88.17%。纳米氧化锆的含量在水泥基材料中起着关键作用，其含量对干燥收缩和质量损失有显著影响。同时，纳米氧化锆能有效促进水泥的水化反应，从而提高水泥基材料的密度和力学性能。然而，纳米氧化锌对水泥基材料性能的影响与其分散程度和化学反应活性有关。总体来看，用纳米材料部分替代水泥不仅可以显著改善水泥基材料的水化进程、力学性能和耐久性，还可以减少水泥用量，从而减少碳排放，为水泥基材料的可持续发展提供了新的发展途径。

该论文第一作者为我院土木工程专业三年级本科生胡宏寅，通讯作者为吴福飞教授。该研究得到了贵州省自然科学基金（ZK[2023] 264），贵州省高校青年科技人才成长项目（黔教合KY字[2022] 011号）、遵义市科技计划项目（HZ [2022] 121号）、国家级、省级大学生创新创业培养计划（2024106630425和S2024106631103）的联合资助。

论文全文链接：https://doi.org/10.3390/ma18071515.