掺加纳米二氧化硅对高性能混凝土性能的影响研究

纳米二氧化硅掺入到水泥基混凝土中,可显著改善混凝土的力学性能及耐久性能.该文用不同掺量的纳米二氧化硅等质量替换胶凝材料的方式制备高性能混凝土,通过检测宏观指标(抗压强度、劈裂抗拉强度和抗冻性能)和微观指标(扫描电镜、汞孔隙率法),表征纳米二氧化硅对高性能混凝土性能的影响.研究结果表明:不同掺量的纳米二氧化硅等质量替换胶凝材料,能提高高性能混凝土的抗压强度及劈裂抗拉强度,改性后混凝土的抗冻效果良好,冻融循环后质量损失较小,相对动弹性模量损失率减小;当纳米二氧化硅掺量为3％时,与水泥水化反应形成的孔隙填充效应最显著,试样的孔分布为:3％无害孔、81％有害孔、16％多害孔,与基准试验对比,抗压强度增加了4.6％,劈裂抗拉强度增加了8.9％,增强效果最明显.     

钢纤维和聚丙烯纤维再生混凝土力学性能研究

研究了不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维对再生混凝土的轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量的影响。并给出了各个力学性能与纤维掺量的经验公式。试验结果表明:钢纤维和聚丙烯纤维的掺入对再生混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及弹性模量均有不同程度提高,其中对劈裂抗拉强度的提升最为显著,对轴心抗压强度的提升不明显,对弹性模量的影响较小。钢纤维掺量为2%时,劈裂抗拉强度、抗折强度分别提高44.8%、34.0%,钢纤维掺量为1.5%时,轴心抗压强度、弹性模量分别提高19.4%、10.5%。聚丙烯纤维掺量为0.8 kg/m3时,轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量分别提高15.8%、40.5%、39.6%、7.7%。     

改性纳米(SiO2)掺合料RAC力学性能试验研究

为了研究纳米SiO_2对RAC抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,对10组180个再生粗骨料替代率为30%和50%的纳米SiO_2掺合料RAC进行试验研究,分析了不同纳米SiO_2掺量以及不同掺再生粗骨料对RAC抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,研究结果表明:各龄期下,当纳米SiO_2掺量相等时,再生粗骨料替代率50%的RAC抗压强度小于替代率为30%RAC的抗压强度,其中再生骨料替代率为30%的RAC抗压强度在纳米SiO_2掺量为0.8%达到最大值,而再生骨料替代率为50%的RAC抗压强度在纳米SiO_2掺量为1.5%达到最大值;RAC中掺入不同量的纳米SiO_2,其各龄期下抗压强度和劈裂抗拉强度基本呈现先增长后下降的趋势;抗压强度和劈裂抗拉强度在龄期和纳米SiO_2掺量一定的基础上,抗压强度和劈裂抗拉强度基本呈正相关;再生粗骨料替代率30%和50%两种RAC中,掺入不同量的纳米SiO_2,其抗压强度和劈裂抗拉强度在前14d增长较快,后期增长较为缓慢。证明纳米SiO_2对于RAC早期强度影响较大。通过对纳米SiO_2掺合料RAC进行研究,为工程实际运用提供借鉴意义。     

纤维掺量对聚丙烯纤维再生砖混凝土力学性能的影响

通过制备8种不同纤维掺量的聚丙烯纤维再生砖混凝土(PFRB混凝土)进行单因素试验,分析纤维掺量对其力学性能(立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度)的影响,得到了立方体抗压强度和轴心抗压强度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度之间的关系式,并建立了不同纤维掺量下PFRB混凝土受压应力-应变全曲线方程。试验发现:随着纤维掺量增大,PFRB混凝土的轴心抗压强度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度均先增加后降低,并且都在纤维掺量为0.1%时达到最大。     

纳米SiO_2和纳米CaCO_3改善混凝土抗冻性能试验

研究了纳米SiO2和纳米CaCO3对混凝土7d、28d和78d抗压强度、劈裂抗拉强度及混凝土抗冻性能的影响。试验结果表明,纳米SiO2能显著改善混凝土力学性能和抗冻性能,试验中最优掺量为2%;纳米CaCO3能显著改善混凝土劈裂抗拉强度和抗冻性能,但对抗压强度影响不显著,试验中最优掺量为3%。     

纳米SiO_2和聚丙烯纤维水泥混凝土强度研究

为提高水泥混凝土路面的力学性能,扩大水泥混凝土路面的应用范围,研究了纳米二氧化硅和聚丙烯纤维对水泥混凝土力学性能的影响。采用SEM对双掺混凝土的微观结构进行分析,探究了纳米二氧化硅和聚丙烯纤维对混凝土力学性能改善的作用机制。结果表明:聚丙烯纤维掺量为0.1%、纳米二氧化硅掺量为1.0%为双掺的最佳掺量时,混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度分别提高10.9%,44.8%和46.2%。SEM结果显示:聚丙烯纤维的阻裂理论和纳米二氧化硅的水化反应和物理填充,以及二者形成致密骨架结构的共同作用提高了混凝土的强度。     

钢渣-复掺纳米SiO_2混凝土力学性能试验研究

钢渣复掺纳米SiO_2混凝土是一种新型环保型建筑材料,通过对加入不同钢渣掺量以及不同类型纳米SiO_2的混凝土抗压强度以及劈裂抗拉强度的研究,得出了钢渣复掺纳米SiO_2混凝土的力学性能的变化规律。试验结果表明:钢渣混凝土在钢渣掺量为20%时,其28 d抗压强度和劈裂抗拉强度达到最大值,分别是38.4 MPa和2.54 MPa;纳米SiO_2的加入能够有效提升钢渣混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度;3种纳米SiO_2对钢渣混凝土强度的提升作用由大到小顺序依次是:SP15SP30SP50;选用SP15型或SP30型纳米SiO_2时,钢渣复掺纳米SiO_2混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度在钢渣掺量为30%时达到最大值。     

聚合物改性再生骨料混凝土力学性能试验研究

试验研究了苯乙烯/丙烯酸酯类聚合物改性再生骨料混凝土的力学性能。试验发现,聚合物改性再生骨料混凝土宜采用龄期为28d的干养护模式,聚合物最佳体积掺量约为10%;在最佳掺量下,不同配合比的改性再生骨料混凝土的抗压强度及弹性模量略有降低,但聚合物显著提高再生骨料混凝土的抗裂性,改性后混凝土劈裂抗拉强度有大幅度提高,脆性明显降低。     

钢纤维混凝土基本力学性能试验研究

为使钢纤维混凝土在工程结构中得到有效的应用,对不同体积掺量的钢纤维混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度、轴心受压应力-应变关系曲线及弹性模量等进行了试验研究,分析了钢纤维掺量对钢纤维混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量的影响。研究结果表明:当钢纤维体积掺量为1.5%时,28 d混凝土立方体抗压强度增加23.8%,劈裂抗拉强度提高78.7%;对混凝土轴心受压强度和弹性模量有一定程度的增加,但增幅较小;不同掺量的钢纤维混凝土试件泊松比在0.17～0.20之间变化。     

再生塑料改性混凝土力学性能研究及数值模拟

将再生ABS/PC塑料颗粒掺入混凝土中制成塑料改性混凝土,对该改性混凝土进行立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度试验,研究了不同掺量再生ABS/PC塑料颗粒对混凝土力学性能的影响.基于二维圆形随机骨料模型,运用有限元方法进行单轴压缩细观数值模拟,得到了不同掺量下再生塑料改性混凝土的应力-应变曲线;将单轴...     

仿钢及玄武岩纤维不同组合对再生混凝土基本力学性能影响

为了研究仿钢纤维和玄武岩纤维对再生混凝土基本力学性能的影响,通过改变纤维的不同组合,进行了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量试验。结果表明:纤维的掺入对抗压强度影响不大,能够明显提高再生混凝土的劈裂抗拉强度,同时拉压比也有所提高,使再生混凝土的脆性减小,韧性增大。其中玄武岩纤维掺量0.1%,仿钢纤维掺量均为0.3%时增强效果较为明显。     

钢纤维保温混凝土抗压和抗拉性能试验研究

选用0、0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%六种钢纤维掺量,对C30保温混凝土进行不同龄期的立方体抗压试验和劈裂抗拉试验,分析了不同钢纤维的掺量和不同龄期对钢纤维保温混凝土的抗压和抗拉强度影响。结果表明,当保温混凝土中单掺钢纤维时,随着钢纤维掺量的增加抗压强度和抗拉强度也随着增加,但抗压强度增长效果并不明显;当保温混凝土中纳米SiO2掺量为1.2%时,随着钢纤维掺量的增加抗压强度和抗拉强度也随着增加,但抗拉强度同不掺纳米SiO2时接近。     

纳米SiO2-CaCO3对珊瑚海水混凝土力学性能影响试验研究

对混掺纳米SiO₂-CaCO₃的珊瑚海水混凝土进行了静态抗压强度、静态劈裂抗拉强度和动态压缩性能试验,得到了纳米SiO₂-CaCO₃对珊瑚海水混凝土力学性能的影响规律。结果表明：混掺纳米材料比单掺纳米材料对提升珊瑚海水混凝土力学性能效果更佳;纳米SiO₂-CaCO₃掺量为2%、混掺比为1∶2时,珊瑚海水混凝土的静态抗压强度、静态劈裂抗拉强度提升幅度最大,分别较基准组提高了27.15%、21.34%,动态压缩性能试验结果与静态抗压强度试验结果较为一致;掺量过大时珊瑚海水混凝土的力学性能会下降,甚至出现负效应。     

细微钢纤维增强RAC强度及损伤本构模型研究

细微钢纤维作为再生混凝土性能增强材料,在提升再生混凝土强度和韧性方面具有较大的优势。基于此,对不同细微钢纤维体积掺量的再生混凝土力学性能以及单轴受压下损伤本构方程和损伤演化方程进行了研究。结果表明：随着掺入不同体积掺量的细微钢纤维,再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度、峰值应变、弹性模量、韧性等力学性能均有不同程度提升,特别是掺量在细微钢纤维体积掺量1.5%时增强效果最明显;分别建立了细微钢纤维特征值与抗压强度、劈裂抗拉强度关系,确定一些参数;此外,基于Weibull分布理论,推导了损伤本构方程,并且依据试验结果建立了模型参数,并且将损伤本构方程作出理论曲线与试验曲线进行了对比,发现两者拟合度较好。     

纳米SiO2和粉煤灰复掺对再生混凝土性能的影响

使用质量取代法研究粉煤灰和纳米SiO₂单掺及复掺对再生混凝土(RAC)工作性能、抗压强度(7,28,90 d)、抗折强度(28 d)和劈裂抗拉强度(28 d)的影响。浇筑试样时,基于现有的搅拌方式,提出了新的两阶段搅拌法,先将再生粗骨料和纳米SiO₂、附加水进行搅拌,使得部分纳米SiO₂颗粒能够被再生粗骨料吸收,用于填补老砂浆孔隙和微裂缝。结果表明:随着纳米SiO₂掺量增加,再生混凝土的坍落度逐渐减小,复掺粉煤灰能够减少纳米SiO₂引起的坍落度损失; 粉煤灰掺量不变的情况下,再生混凝土抗压、抗折和劈裂抗拉强度随着纳米SiO₂掺量的增加而增加; 复掺纳米SiO₂和粉煤灰不但能够补偿再生混凝土由粉煤灰引起的早期强度降低,而且90 d龄期抗压强度明显高于2种材料单掺的再生混凝土; 纳米SiO₂掺量(质量分数)为1%时,再生混凝土在90 d龄期的抗压强度相对再生混凝土提高了3.0 MPa; 复掺纳米SiO₂和粉煤灰对再生混凝土的抗折强度、劈裂抗拉强度也有显著提升,S2F30的抗折强度相对于F30增加了24.17%,且劈裂抗拉强度高于2种材料单掺的再生混凝土,相对于F30提高了12.68%。     

纳米CaCO3对混凝土抗冲磨性能影响试验研究

试验研究了不同掺量纳米CaCO3对混凝土力学性能和抗冲磨性能的影响,并通过水化热测试方法研究了纳米CaCO3对混凝土性能影响的机理。试验结果表明,适量的纳米CaCO3可以提升混凝土的力学性能,提高混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗冲磨性能。当纳米CaCO3的掺量为1.5%时,混凝土抗冲磨强度提高约6倍;纳米CaCO3促进了水泥的水化反应,改善了水泥浆体微观结构,提升了整体的密实性。     

钢纤维粉煤灰再生混凝土强度正交试验研究

利用正交试验方法对钢纤维粉煤灰再生混凝土（以下简称再生混凝土）的强度性能进行了试验,考察了粉煤灰取代率（质量分数）、钢纤维掺量（体积分数）和再生粗骨料取代率（质量分数）对再生混凝土28d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并对试验结果进行了系统分析.结果表明：粉煤灰取代率对再生混凝土抗压与抗折强度的影响规律一致,但对其劈裂抗拉强度的影响规律却不相同;再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大,但钢纤维掺量对劈裂抗拉和抗折强度的影响显著,对抗压强度的影响较小;再生粗骨料取代率对抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律基本一致,强度总体上随再生粗骨料取代率的增大而增大.要使再生混凝土强度得到提高,需降低粉煤灰的取代率,增大钢纤维掺量和再生粗骨料取代率.当粉煤灰取代率在30%以内、钢纤维掺量在18%以内时,粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响最大,其次是再生粗骨料取代率,最次是钢纤维掺量;钢纤维掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的影响最大,其次是粉煤灰取代率,最次是再生粗骨料取代率.     

含防水剂的再生混凝土力学性能试验研究

为研究不同掺量的防水剂及再生粗骨料对再生混凝土力学性能的影响,对再生混凝土进行拌合物性能测试、基本力学性能试验,并通过电镜扫描分析防水剂作用机理。结果表明：再生混凝土坍落度随再生粗骨料掺量的增加而降低,当再生粗骨料掺量相同时,防水剂掺量越大的混凝土坍落度越大;混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度均呈现随再生粗骨料掺量增加先增大后减小的趋势;当再生粗骨料取代率为50%、防水剂掺量为0.8%时为最优掺量,混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度比普通混凝土的强度提升32%以上。SEM测试表明,再生粗骨料的掺入能够加强混凝土水化反应,防水剂的掺入能够促进结晶体的生成,二者的相互作用有效改善了界面过渡区。研究结果表明再生混凝土掺入防水剂后性能得到提升,并在一定范围内可有效替代普通混凝土。     

钢纤维体积掺量对超高性能混凝土力学性能的影响

通过立方体抗压试验、劈裂抗拉试验、梁抗折试验,分析了钢纤维体积掺量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%时对超高性能混凝土(UHPC)力学性能的影响。结果表明,UHPC的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度随着钢纤维体积掺量的增加都有不同程度的提高,劈裂抗拉强度在钢纤维体积掺量为1.0%~1.5%时增长最快,抗折强度在钢纤维体积掺量为1.0%~2.5%时增长最快。     

混杂纤维再生混凝土基本力学性能试验研究

通过试验,从抗压强度、劈裂抗拉强度、静力受压弹性模量等方面,研究了玻璃纤维和聚丙烯纤维单掺及混掺对再生混凝土基本力学性能的影响,结果表明:纤维的掺入,对于再生混凝土的抗压强度影响并不大,但能显著提高再生混凝土的劈裂抗拉强度和弹性模量,能改善基体混凝土的整体性能。