纳米SiO_2和PVA纤维增强水泥基复合材料抗冻性能

为研究纳米SiO_2和PVA纤维增强水泥基复合材料的抗冻性能,通过快冻法试验测得了各组试件经冻融循环后的相对动弹性模量,对单掺PVA纤维与复掺纳米粒子和PVA纤维水泥基复合材料的抗冻性能进行了对比,探讨了纳米SiO_2与PVA纤维对水泥基复合材料抗冻性能的影响。结果表明:在一定掺量范围内掺加PVA纤维可以提高水泥基复合材料的抗冻性能,但过大掺量(0.9%)的PVA纤维会对水泥基复合材料的抗冻性产生不利影响;在PVA纤维水泥基复合材料中掺入纳米SiO_2可以明显提高其抗冻性能,在本文试验纳米SiO_2掺量范围内,其抗冻性随着纳米SiO_2掺量的增加不断增强;在掺加2%纳米SiO_2的水泥基复合材料中掺加一定掺量(0.9%)的PVA纤维可以提高水泥基复合材料的抗冻性。     

纳米SiO2和PVA纤维增强水泥基复合材料的断裂性能

通过18组共90根纳米SiO2和聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料预制切口小梁试件的三点弯曲断裂试验,以起裂断裂韧度和断裂能作为评价指标,探讨了纳米SiO2掺量、PVA纤维体积分数及石英砂粒径对水泥基复合材料断裂性能的影响.结果 表明:适量的纳米SiO2和PVA纤维可显著改善试件的断裂性能,在未掺纳米SiO2或纳米SiO2掺量为2.0％条件下,随着PVA纤维体积分数的增加,试件的起裂断裂韧度和断裂能均呈现先增后减趋势,且均在PVA纤维体积分数为1.2％时达到最大值.当纳米SiO2掺量小于1.5％时,试件的断裂性能随着纳米SiO2掺量的增加而提高;当纳米SiO2掺量大于1.5％时,纳米SiO2的掺入对试件的断裂性能有不利影响;随着石英砂粒径的减小,试件的断裂性能逐渐降低.     

纳米SiO2和PVA纤维增强再生混凝土力学性能与抗冲击性能研究

研究了纳米SiO₂和PVA纤维掺量及掺入方式对再生混凝土(RAC)力学性能与抗冲击性能的影响。结果表明:掺入纳米SiO₂和PVA纤维均可以显著提高RAC的抗冲击性能;当混掺0.075%的PVA纤维与1.0%纳米SiO₂时,RAC抗压强度与抗冲击性能的提高幅度最显著。     

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%。     

PVA纤维再生混凝土配合比设计及抗冻性能试验研究

与再生骨料生产公司合作,按照50%再生骨料掺入量配制PVA纤维再生混凝土,从骨料级配、水灰比及用水量探究其配合比,制备标准试块测试其材料强度可达C40。对掺入不同长度以及掺入量的PVA纤维再生混凝土进行抗冻性能试验,结果表明,PVA纤维的加入可以适当提高再生混凝土的抗冻性能,能够有效降低抗冻性能下降率,以6 mm长、掺量为2%的PVA纤维效果为最佳。     

纳米二氧化硅对纤维固化土力学性质的影响

为了提高聚乙烯醇纤维-石灰改良土的抗冻性与水稳定性,在改良土中加入纳米SiO2,通过试验研究纳米SiO2对聚乙烯醇纤维-石灰改良土强度以及抗冻性与水稳定性的影响。试验结果表明,纳米SiO2可以有效的提高纤维固化土的抗压强度,当石灰掺量为8%,纳米SiO2掺量为1.3%时,土体的抗压强度达到峰值;与单独掺加石灰和单独掺加纳米SiO2的土体相比,同时掺加石灰和纳米SiO2可以使土体的抗冻性与水稳定性得到显著增强。     

掺纳米SiO2高性能混凝土研究进展

纳米材料的问世及其在诸多工程领域的成功应用,为改善传统混凝土的性能开辟了新途径.纳米SiO2粉体因其特殊的表面与界面效应以及来源广泛、经济性好等特征,成为目前纳米混凝土研究中最常见的纳米改性剂.综述了目前国内外掺纳米SiO2高性能混凝土的制备工艺、工作性能、力学性能和耐久性等相关研究;并结合本研究组的试验成果,分析了纳米SiO2粉体掺量对纳米混凝土强度的影响规律以及纳米材料对混凝土强度的改善机理;概述了纳米SiO2对混凝土自收缩性能、抗氯离子渗透性能、抗冻耐久性的影响,并对掺纳米SiO2高性能混凝土的未来研究方向提出了积极建议.     

不同纤维对防辐射超高性能混凝土抗冲击性能的影响

传统防辐射混凝土材料存在强度低、韧性差等问题,亟需设计开发一种兼顾屏蔽射线性能和抗冲击性能的混凝土材料。因此,超高性能混凝土(UHPC)在防辐射领域的研究成为热点。为探究不同纤维对防辐射超高性能混凝土(UHPC)抗冲击性能的影响,采用万能试验机、分离式霍普金斯杆进行力学性能和抗冲击性能试验,采用场发射SEM进行微观形貌分析。结果表明:单掺12mm钢纤维组力学性能最佳,28 d抗压、抗弯拉强度分别为128.8、23.2 MPa;相比单掺12 mm钢纤维试验组,钢纤维混掺聚丙烯纤维组和钢纤维混掺PVA纤维组UHPC冲击总耗能分别提高1.6%、6.8%,说明混掺纤维使得UHPC具有很好的抗冲击性能。     

纳米强化技术对再生混凝土耐久性影响研究

通过试验重点研究纳米CaCO3和纳米SiO2对再生混凝土抗冻性和抗硫酸盐侵蚀性的影响。制作100mm×100mm×100mm再生混凝土立方体试件,采用慢冻法测其质量损失和抗压强度损失评价其抗冻性;采用干湿循环试验测其质量损失和抗压强度损失评价其抗硫酸盐侵蚀性。与未强化的再生混凝土相比,经过冻融循环试验,掺15%纳米CaCO3的再生混凝土强度损失下降了59.6%;掺1%纳米SiO2的再生混凝土强度损失下降了73.3%;经过干湿循环试验,掺15%纳米CaCO3的再生混凝土强度损失仅下降了9.7%,而掺1%纳米SiO2的再生混凝土强度损失下降了41.5%。纳米CaCO3和纳米SiO2的掺入均可在一定程度上改善再生混凝土的抗冻性和抗硫酸盐侵蚀性,掺量为1%的纳米SiO2效果更加明显,纳米强化法有利于综合提高再生混凝土的耐久性。     

纳米级二氧化硅的掺量对高性能混凝土性能影响试验研究

用纳米SiO2等量替换水泥配制高性能混凝土,测试不同纳米SiO2掺量混凝土试件的性能变化。试验结果表明:纳米SiO2会降低混凝土的工作性;混凝土7 d龄期立方体抗压强度随纳米SiO2掺量增加而明显增加,28 d龄期抗压强度、弹性模量随纳米SiO2掺量的增加均呈先增加后降低的变化趋势,最大值位于纳米SiO2掺量为2%~3%内,增加幅度分别为10%和11%;混凝土的抗渗性能随纳米SiO2掺入量的增加而提高,并且后期抗渗性的增量也非常明显。     

纳米SiO2改性陶粒混凝土冻融损伤规律及模型研究

为研究纳米SiO2改性陶粒混凝土在不同溶液冻融环境下的抗冻性能,设计了四种溶液(水、硫酸盐、碳酸盐、复合盐)冻融环境,采用快速冻融法,以质量损失率及相对动弹性模量为指标对其冻融损伤规律进行了研究,并基于试验数据建立了抗冻性能退化模型。结果表明:在盐溶液冻融环境下,陶粒混凝土质量损失及相对动弹性模量高于水冻环境;当盐溶液浓度相同时,硫酸盐溶液冻融环境对混凝土的质量及动弹性模量的损伤较碳酸盐溶液强,复合盐类溶液冻融损伤居中;基于试验数据建立的抗冻性能模型可较好地反映纳米SiO2改性陶粒混凝土在不同冻融溶液环境下的冻融损伤规律。     

单面冻融下玄武岩纤维混凝土抗冻性能研究

通过玄武岩纤维混凝土单面冻融试验,分析了不同冻融次数、冻融介质(水、盐、飞机除冰液)和纤维掺量下混凝土的质量损失、动弹性模量及抗压强度,研究了玄武岩纤维混凝土的单面抗冻性及其损伤规律。试验结果表明:随着冻融次数的增加,3种冻融介质下玄武岩纤维混凝土的相对动弹性模量、抗压强度均减小,而质量损失出现相反情况。3种冻融介质对混凝土的损伤程度最严重为盐溶液,其次分别为水溶液、飞机除冰液。对于水冻与盐冻,混凝土掺入玄武岩纤维能够提升其抗冻性。通过拟合发现,二次多项式模型的拟合精度高于指数型模型,说明二次多项式模型更能准确表征单面冻融下玄武岩纤维混凝土的损伤程度。     

正交设计用于聚丙烯纤维混凝土抗冻性试验研究

本文采用正交设计方法研究在冻融交替作用下聚丙烯纤维混凝土的抗冻耐久性能,找出冻融环境中满足混凝土强度和耐久性的最优配合比。试验结果表明,在冻融循环过程中,水胶比是影响混凝土抗压强度损失率的最为显著的因素;纤维掺量是影响混凝土质量损失率的最显著的因素。当混凝土基体冻胀开裂以后,掺入混凝土基体的聚丙烯纤维能充分发挥阻裂作用,有效改善混凝土的抗冻性能。     

钢纤维活性粉末混凝土抗冻性能试验研究

通过试验以钢纤维0%,0.5%,1%,2%,3%五种不同掺量掺入活性粉末混凝土中,研究了钢纤维对混凝土抗冻性能的影响规律,试验冻融循环次数和钢纤维体积率对钢纤维混凝土冻融后相对动弹性模量变化、质量损失和劈裂强度损失的影响,分析了冻融环境下钢纤维对混凝土的增强机理。结果表明,活性粉末混凝土在冻融循环作用下,掺入钢纤维可以改善活性粉末混凝土的抗冻性能。钢纤维以2%的掺量与粉煤灰、硅灰复合掺入混凝土中,可以配制高抗冻性能的活性粉末混凝土。     

纤维亲水性能对改善混凝土抗冻能力的影响

纤维的亲水性能对改善混凝土抗冻性能的作用有着重要影响,本文通过快冻法研究了纤维素纤维、聚丙烯纤维混凝土的抗冻性能,探讨了纤维对混凝土抗冻性能的影响.实验结果表明：掺加聚丙烯（憎水性）纤维削弱了混凝土的抗冻性能;而掺加纤维素（亲水性）纤维可以明显改善混凝土的抗冻性能,且随着冻融循环次数的增加,纤维素纤维的作用愈加明显;300次冻融循环后,纤维素纤维混凝土的相对动弹性模量是素混凝土的1.38倍,而质量损失率只有素混凝土的58％.     

钢纤维改善轻骨料混凝土耐冻融性能研究

通过掺入高效减水剂、引气剂、粉煤灰及钢纤维等配制两种强度等级(LC30、LC35)的浮石轻骨料混凝土.对比盐溶液(5%Na2SO4)和水中冻融循环试验发现:轻骨料混凝土在盐溶液中的冻融劣化程度大于水中.掺入钢纤维后,轻骨料混凝土抵抗冻融破坏能力提高.SEM研究表明,界面过渡区的水化产物有钙矾石、氢氧化钙和水化硅酸钙凝胶.随着盐溶液的侵蚀以及冻融循环次数的增加,水化产物的显微结构由密实逐渐变得疏松,钢纤维与水泥浆体的黏结力也逐渐减弱.     

清水及氯盐环境下陶粒混凝土冻融损伤规律试验研究

对掺加1%聚丙烯纤维及未掺纤维的两组陶粒混凝土试件,分别进行了清水冻融和3%NaCl溶液冻融试验,观察了冻融循环后试件的外观变化形态,测试研究了试验过程中试件的相对动弹性模量、质量损失率、剩余抗压强度等损伤量的变化规律。研究结果表明:相同冻融次数时,与清水冻融环境比,氯盐冻融环境下试件的剥蚀和骨料外露现象更明显,相对动弹性模量、质量损失率、剩余抗压强度等指标退化更为严重;掺入聚丙烯纤维可明显改善陶粒混凝土的抗冻性能。分别以相对动弹性模量和剩余抗压强度作为损伤变量,建立了能反映冻融损伤进程的陶粒混凝土冻融损伤模型,参数拟合精度较高。     

玄武岩纤维混凝土耐久性研究及机理分析

针对北方寒区混凝土因冻融破坏而影响混凝土耐久性的问题,通过在混凝土中掺入适量玄武岩纤维进行试验研究,从混凝土的抗渗和抗冻性能指标来研究玄武岩纤维混凝土对耐久性能的影响,并分析了其影响机理,实践证明:采用该方法提高了混凝土结构的耐久性,值得推广。     

提高混凝土材料抗冻性措施的研究

分别研究了掺纤维和引气剂两种措施对抗冻性的影响作用。通过对比空白混凝土、纤维混凝土以及引气剂混凝土在冻融循环过程中的质量损失和动弹性模量的变化,发现纤维和引气剂均可以有效提高混凝土的抗冻性。纤维通过本身的抗裂性能,抑制混凝土表面的开裂和剥落,从而提高抗冻性,而引气剂通过优化混凝土内部孔结构,从而提高抗冻性。     

玄武岩纤维透水混凝土抗冻性能研究

为了研究玄武岩纤维透水混凝土的抗冻融能力,设置了玄武岩纤维组、VAE806乳液试验组、玄武岩纤维+VAE806乳液试验组及对照组4组试验。从原材料性能、材料配合比、试件制作及养护等方面介绍了试验方案,并采用质量损失率和抗压强度损失率作为混凝土试块抗冻融能力的分析指标,最终确定加入玄武岩纤维的混凝土试块抗冻融能力相比对照组大约提升20%。