纳米材料在混凝土中的应用研究现状

随着工程结构各方面的发展因素和混凝土材料界的迅速扩大,人们对混凝土结构材料的要求在不断地提高。具有诸多独特效应的纳米材料掺入混凝土中可改善混凝土的力学韧性、智能传感、抗渗耐久等性能。纳米技术将打破了传统混凝土的局限,给混凝土材料带来了崭新的生命力。综述了国内外纳米金属(氧化物)(纳米Ti O_2、纳米Al_2O_3、纳米级镍粉、纳米Cu O等)、碳质纳米材料(碳纳米管、炭黑等)、无机纳米材料(纳米Si O_2以及纳米Ca CO_3)等几种典型纳米材料在混凝土工程中的应用现状,对纳米材料在水泥混凝土中起到的作用和需注意的问题进行了归纳总结,并展望了高性能、多功能性的纳米混凝土发展趋势。     

水泥基智能材料构筑及机敏性能研究

通过掺入钢纤维和超导纳米炭黑,并调节其掺量,采取规范的制备流程,实验分析制备高性能混凝土的新拌浆体性能、机械性能、机敏性能,力求使制备的混凝土具备高强、自诊断、易检测等特性.结果表明,当混凝土水胶比为0.18、钢纤维掺量2％、纳米炭黑掺量0.5％时,制备的水泥基材料达到预定要求.因此,钢纤维—纳米炭黑复合材料在新型智能...     

钢管再生混凝土抗冲击性能研究

钢管再生混凝土组合结构能够在充分利用钢管和再生混凝土两种材料的优势,还可以有效解决废混凝土堆放导致的环境污染和相关的社会问题。然而,钢管再生混凝土梁柱或桥墩等构件在服役期间可能遭受爆炸的冲击作用或飞机、汽车、船体等移动物体的碰撞,将会影响构件的安全性能,严重时可能导致整个结构的倒塌。因此,要想将钢管再生混凝土构件广泛的应用实际工程中,构件在侧向冲击荷载作用下的工作机理的研究显得尤为重要。本文阐述了钢管再生混凝土构件的抗冲击性能研究现状,并对目前研究存在的主要问题和发前景进行了讨论。     

UHPC混凝土掺入纳米材料后性能改善研究

超高性能混凝土（UHPC）是超高性能水泥基复合类材料,特点为高强、高韧、高耐久性,其应用前景必将非常广泛。而混凝土毕竟为脆性材料,科技工作者应考虑如何提高UHPC的韧性和强度。研究引入了纳米CaCO3和纳米SiO2,可以大大改善混凝土的性能;采用水化热分析、XRD、MIP和纳米压痕等多种微观分析测试手段对其水化进程及微结构进行了研究。结果表明,双掺纳米材料可进一步提升材料的各项力学性能,纳米SiO2和纳米CaCO3主要起到了填充增强和晶核的作用,二者共同作用下,使得复合材料结构更为科学,研究可以为在实践中运用纳米材料改善混凝土性能提供参考。     

炭黑碳纤维复相导电混凝土的导电性能研究

研究了炭黑碳纤维复相导电混凝土的导电性能,分析了导电混凝土的电阻率变化,为实际应用于道路融雪化冰提供理论依据与试验依据。利用纳米导电炭黑和碳纤维作为导电相来改善混凝土的导电性能,进行炭黑碳纤维复相导电混凝土的导电性能试验,分析环境温度、干湿度和外加电压对炭黑碳纤维导电混凝土电阻率的影响。导电混凝土的电阻率受温度、湿度和外加电压的影响,当环境条件发生变化时,导电混凝土的导电性能也会发生变化。炭黑碳纤维复相导电混凝土的电阻率随着温度的升高出现一定程度的减小;干燥状态下的电阻率高于潮湿状态下的电阻率;电阻率随着外加电压的增大有一定程度的减小,当电压达到一定数值时,电阻率趋于稳定。     

高耐久性的聚合物纤维混凝土的性能及应用

纤维混凝土（FRC）对混凝土结构的耐久性有明显加强的作用,可以通过延长建筑物的使用寿命,节约建筑物维护和维修的费用．探讨一种新型的聚合物合成纤维水泥基复合材料ECC的工作性能和应用现状．大量研究表明PVA纤维混凝土可以通过牺牲部分抗压强度来提高材料抗裂性能．因此,如果在工程施工中,梁、板等受拉构件或者混凝土钢筋保护层等需要进行耐久性设计的构件使用ECC材料,会取得显著的抗裂性能,提高混凝土构件的耐久性,而以抗压强度起主要作用的抗压构件则建议谨慎使用．     

钢纤维混凝土在高层建筑抗震结构中的应用研究

分析了高层建筑结构设计的特点和钢纤维混凝土的性能,阐明了钢纤维混凝土在提高高层建筑结构构件的力学性能和改善变形性能方面的显著作用,对钢纤维混凝土在高层建筑抗震结构中的应用研究进行了叙述。     

环境因素与疲劳荷载耦合作用下预应力混凝土结构性能研究现状与展望

预应力混凝土结构广泛地应用于桥梁工程中。随着车辆通行量的日益增加、环境的逐渐恶化,预应力混凝土桥梁服役性能日渐劣化。对环境因素与荷载(尤其疲劳荷载)作用下预应力混凝土桥梁结构服役性能的研究成为热点。从材料、结构构件、研究方法等方面介绍了环境与荷载共同作用下预应力混凝土桥梁结构服役性能以及研究方法、寿命预测方法的研究现状以及存在的问题。在此基础上,探讨了环境与荷载耦合作用下预应力混凝土桥梁结构服役性能研究的发展方向。     

基于微平面模型的钢管混凝土柱承载力有限元模拟

钢管混凝土是在钢管中填充混凝土而形成的一种组合结构材料,该结构中的钢管与混凝土协同工作,优势互补,大幅提高了其极限承载能力,极大改善了构件的延性和塑性性能,故广泛应用于高层建筑、桥梁和地下空间等结构工程领域.在钢管混凝土的有限元模拟中,混凝土的材料模型极大地影响了构件承载力的计算和分析结果.尝试采用混凝土微平面本构模型,运用通用有限元分析软件,编写了混凝土微平面模型的用户材料子程序,分析钢管混凝土构件的受压承载力性能,并在已有试验的基础上进行了比较和分析.     

冻融循环作用下混凝土构件受压性能损伤试验研究

混凝土结构的冻融破坏是寒冷地区经常发生的自然灾害,冻融引起的混凝土结构的耐久性问题已不容忽视。在混凝土材料的抗冻耐久性研究的基础上,从构件层面上对冻融循环作用下混凝土强度等级C30、对称配筋的受压构件柱进行快速冻融试验,观察冻融作用后混凝土受压柱破坏的外观形态、质量损失与动弹性模量的变化,以及受损后的混凝土柱抗压性能的变化。试验结果表明:混凝土构件的冻融破坏与冻融循环次数有关,冻融循环作用次数越多,构件破坏越严重,其单轴受压承载力也随之降低,尤其是在冻融循环数达100次以后,构件性能劣化加剧。混凝土构件在轴向加载过程中,破坏形式呈混凝土压碎破坏。最后,建立了冻融循环作用后混凝土构件受压承载力的计算模型。     

盐类侵蚀纳米SiO_2补偿收缩混凝土拉压试验分析

为提高补偿收缩混凝土材料的抗盐类侵蚀性能,在补偿收缩混凝土中添加不同掺量的纳米SiO2,采用连续浸泡法对纳米SiO2补偿收缩混凝土实施硫酸盐和氯盐双重侵蚀,并在不同侵蚀时间下进行混凝土的拉压强度试验。研究表明,掺加纳米SiO2能有效改善补偿收缩混凝土受硫酸盐和氯盐双重侵蚀后的拉压性能。纳米SiO2补偿收缩混凝土拉压性能及拉压抗侵蚀系数随侵蚀时间增长均表现出先上升后下降的变化趋势,且侵蚀150d时,其拉压性能较好。纳米SiO2的微集料填充作用能有效改善混凝土内部孔体结构,使硫酸根离子和氯离子在补偿收缩混凝土中的扩散受阻。试验表明,较为合理的纳米SiO2掺量为0.6%。     

积极发展预应力混凝土结构

预应力混凝土构件和结构可以有效利用高标号混凝土和高强度钢材,达到改善性能、节约材料和降低造价的目的。预应力混凝土构件的使用已相当普遍。单层工业厂房的屋面板、屋架、吊车梁,特别是民用建筑中的小跨度空心板,采用预应力混凝土构件已经成为人们公认的习惯。近十年来,预应力混凝土结构的兴起,使预应力技术又有了新的发展。不仅结构构件可以施加预应力,还可以     

温度对混凝土结构力学性能影响的研究进展

混凝土材料因为性能优异、取材广泛,应用范围不断扩展。火灾高温、高纬度和极地严寒环境以及液化天然气储罐等情形使得混凝土结构所承受的温度跨越1000℃左右的高温到-165℃的低温。因此,为保证工程结构在不同环境中的安全性,需要充分了解掌握温度对混凝土材料及结构性能影响。长期以来,研究者针对不同温度下混凝土结构的性能,开展大量研究工作,形成较为系统的理论体系和设计方法。文中梳理了高温对普通混凝土、钢纤维混凝土和钢筋材料性能及构件力学性能影响的研究成果,介绍了混凝土、钢筋和钢筋混凝土构件低温性能的研究进展,从高性能混凝土材料和构件高温性能、混凝土结构抗火设计方法、受火混凝土结构损伤评估与加固、混凝土材料低温力学性能和损伤机理以及构件行为等方面指出研究工作发展趋势。     

透水模板布改善混凝土耐久性试验研究

为研究透水模板布对混凝土构件耐久性的影响,运用抗冲磨法、抗收缩法、碳化法、抗渗法、单面冻融法、以及压汞法和SEM理论从外部环境和内部材料两方面分析透水模板布改善混凝土微观结构和抵抗各种劣化机理。试验结果表明:透水模板布可提高混凝土表层抗冲磨性能,抑制早期收缩,优化孔隙分布,改善覆盖质量,阻碍侵蚀性介质侵入,减缓表层混凝土劣化过程,提高构件耐久性能。     

纳米改性混凝土材料研究现状

为改善混凝土材料的孔隙分布,提高材料综合性能,越来越多的研究者们将纳米材料运用于混凝土材料的性能优化。本文综合国内外相关研究成果,对纳米改性混凝土材料的应用与发展进行阐述与总结,分析现存的研究问题与不足,提出纳米改性混凝土的研究方向与展望。     

影响混凝土构件高温稳定性的若干因素

结合工程实例，对混凝土构件在火灾作用下的不同反应进行了分析，归纳了高温作用下影响混凝土构件稳定性的若干因素，并提出混凝土构件设计中提高稳定性和改善燃烧性能的具体方法，对于提高混凝土构件防火灾、抗火灾、延长抗火烧时间、减小损失具有一定意义，对建筑结构的耐火构造设计，具有参考借鉴作用。     

高温下影响混凝土构件稳定性的若干因素

结合工程实例，对混凝土构件在火灾作用下的不同反应进行了分析，归纳了高温作用下影响混凝土构件稳定性的若干因素，并提出混凝土构件设计中提高稳定性和改善燃烧性能的具体方法，对于提高混凝土构件防火灾、抗火灾、延长抗火烧时间、减小损失具有一定意义，对建筑结构的耐火构造设计，具有参考借鉴作用。     

纳米炭黑改性水泥砂浆的导电性与机敏性

采用四电极法测试了纳米炭黑(NCB)的掺入对水泥砂浆导电性和机敏性的影响,结合扫描电镜观察了纳米炭黑改性水泥砂浆的微观结构,进而分析了纳米炭黑改善水泥砂浆导电性和机敏性的影响机理。结果表明:纳米炭黑掺入到水泥砂浆中,能均匀分布于基体内部修复孔隙、改善基体微观结构并形成完好的导电网络,从而提升基体内部导电通路的形成,进而增强水泥砂浆的导电性和机敏性。0.5%的纳米炭黑掺入使得水泥砂浆在单调加载和15 kN循环荷载作用下对应的电阻变化率分别提高102.42%和99.07%。     

高含钢率钢骨混凝土柱的滞回数值分析

高含钢率钢骨混凝土(SRC)构件具有良好的承载能力和延性,在高层和复杂结构中多有应用,为了更为准确、全面地把握钢骨混凝土柱的受力性能,对其进行有限元数值模拟是一种行之有效的方法。但是采用传统的材料本构模型进行数值模拟,往往会忽略SRC构件中混凝土受到约束作用而产生的强度和延性的提高,忽略混凝土在反复荷载条件下的损伤以及钢材在反复荷载作用下的循环硬化,因此有限元结果与试验结果会存在较大差异。为此,将以上因素考虑在内,提出了适用于反复荷载条件下的钢骨混凝土材料本构,通过ABAQUS数值模拟与试验对比,验证了有限元模拟高含钢率钢骨混凝土柱滞回性能的准确性,并从材料层次分析探讨了混凝土在约束、损伤的性能变化和钢材在反复荷载条件下力学性能的变化对数值模拟结果的影响。     

火灾下温度对钢筋混凝土的性能影响分析

本文通过火灾下温度对钢筋混凝土材料性能影响分析了钢筋和混凝土材料受温度影响时的强度变化,运用计算实例分析了温度应力对混凝土梁应力-应变本构关系的理论数据,并应用ANSYS软件对钢筋混凝土梁构件的模拟分析了受火灾影响在高温的作用下的应力-应变本构特性,结果证明在火灾下材料性能受温度升高影响后构件强度的下降,温度变化产生温度应力,作用于构件并引起构件的整体失稳。希望能为今后研究提高钢筋混凝土结构抗火性能提供参考。