纳米CaCO3对不同级配再生细骨料混凝土性能影响

为了研究再生细骨料级配和纳米CaCO₃含量对混凝土坍落度和抗压强度的影响，选取G1、G2、G3三种级配的再生细骨料以及不同的纳米CaCO₃掺量为试验变量，进行坍落度和抗压强度试验。利用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DSC)测试并分析纳米CaCO₃对水泥水化反应的影响。结果表明：相较于G1和G2级配，G3级配的再生细骨料混凝土拥有最好的坍落度和抗压强度。纳米CaCO₃在掺量适当的情况下可以改善混凝土的坍落度，提高混凝土的抗压强度。当纳米CaCO₃掺量为1%时，混凝土的坍落度和抗压强度得到了较为明显的提升，而掺量达到3%时，混凝土的坍落度和抗压强度显著下降。另外，XRD和TG-DSC试验结果表明纳米CaCO₃的掺入可以促进水泥的水化反应，达到增强混凝土抗压强度的作用。     

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对粉煤灰再生骨料混凝土性能及微结构的影响

研究了纳米CaCO₃(NC))和粉煤灰(FA)单掺及复掺对再生骨料混凝土(RAC)坍落度、力学性能、抗氯离子渗透性能、水化反应和微观结构的影响.结果表明：NC能够提高RAC的力学性能、抗氯离子渗透性能及水化反应速率，但会降低其坍落度；FA能够提高RAC的抗氯离子渗透性能和后期力学性能，但会降低其水化反应速率和早期力学性能；两者复掺后，单掺NC、FA时的负面影响得到改善，RAC具有较优的坍落度、力学性能、抗氯离子渗透性能和水化反应速率；复掺NC和FA可以降低RAC中氢氧化钙(CH)晶体的含量，填充RAC浆体结构的孔隙，修复新旧砂浆之间的界面过渡区(ITZ)，提高RAC的密实度.     

纳米SiO2-CaCO3混凝土损伤本构模型及能量演化特征

采用纳米SiO₂-CaCO₃混合掺入混凝土中,对混掺纳米SiO₂-CaCO₃混凝土进行了受压性能试验,基于损伤力学理论和能量耗散原理分析了纳米SiO₂-CaCO₃增强混凝土的本构关系,建立了普通混凝土和纳米SiO₂-CaCO₃混凝土损伤本构模型。结果表明：混掺纳米材料比单掺纳米材料对提升混凝土强度效果更佳,强度最大增幅为31.46%;混掺纳米材料显著降低了混凝土的弹性应变能释放速率,增大了混凝土的总应变能和耗散能,从而提高了混凝土的延性和韧性。基于SEM微观测试结果揭示了纳米材料对混凝土增强效应的作用机理。     

超声分散处理的纳米再生混凝土基本性能

为了充分发挥纳米材料在提升再生混凝土基本性能方面的作用,分别采用SiO₂,Al₂O₃,CaCO₃和石墨烯(GNP)4种纳米材料与减水剂、水混合,经30 min超声分散后添加适量水泥制成纳米强化浆液,然后将再生骨料浸泡于浆液中30 min,筛分晾干后形成纳米强化再生骨料。对采用此种骨料制备的混凝土进行抗压性能测试和微观结构检测。结果表明:采用超声分散后的纳米浆液能够有效包裹于再生骨料的表面,使其界面过渡区的微观结构得到改善; 纳米强化浆液浸泡粗骨料的方式能有效地提高再生混凝土的抗压强度,其中浸泡于0.2%纳米SiO₂强化浆液、取代率为50%的纳米强化再生混凝土抗压强度最高,分别比未强化的再生混凝土和普通混凝土提高24.3%,33.1%; 纳米材料填充了混凝土内的部分孔隙,提高了再生混凝土的密实度。所得结果可为再生混凝土的性能提升提供技术支持。     

纳米SiO2改性粉煤灰混凝土力学性能及吸水特性研究

为了探索粉煤灰混凝土的高性能,开展了纳米SiO₂改性粉煤灰混凝土的力学和吸水试验,研究了粉煤灰取代率和纳米SiO₂掺量对混凝土力学性能(抗压强度、劈拉强度、动弹性模量)和吸水特性的影响。结果表明：粉煤灰混凝土的力学性能指标均随纳米SiO₂掺量的增加先增大后减小;当纳米SiO₂掺量从0%增加至2%时,粉煤灰混凝土28 d抗压强度、劈拉强度和动弹性模量分别提高了12.90%、7.53%和5.85%,可见纳米SiO₂对抗压强度影响更显著;当粉煤灰取代率从10%增加至30%时,混凝土28 d抗压强度、劈拉强度和动弹性模量分别降低了7.24%、2.61%和9.87%,可见粉煤灰对动弹性模量影响更显著;随纳米SiO₂掺量增加,粉煤灰混凝土的毛细吸水系数呈现出先下降后上升的趋势;随粉煤灰取代率增加,混凝土毛细吸水系数增大,且纳米SiO₂对混凝土毛细吸水系数影响也越显著;粉煤灰取代率和纳米SiO₂掺量对混凝土力学性能与毛细吸水系...     

玄武岩纤维与纳米SiO2增强混凝土力学性能研究和微观分析

研究了单掺、复掺玄武岩纤维和纳米 SiO₂对混凝土力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜（SEM）分析了玄武岩纤维和纳米 SiO₂的增强机理。 结果表明：单掺玄武岩纤维时,混凝土的强度得到提高,且随着玄武岩纤维长度的增加,抗折强度提高更明显;单掺纳米 SiO₂时,随着纳米 SiO₂掺量的增加,混凝土的抗压、抗折强度逐渐增大;复掺玄武岩纤维与纳米 SiO₂时,混凝土的抗压、抗折强度均高于两种材料分别单掺时的混凝土强度;SEM 分析结果表明,纳米 SiO₂在混凝土中起到了填充和成核作用,同时促进了水泥水化,生成了大量 C-S-H 凝胶和钙矾石,这些水化产物将玄武岩纤维包裹在一起,在混凝土内部形成致密的三维网状空间结构,从而提高了混凝土的强度。     

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。     

纳米SiO2改性聚合物水泥砂浆力学性能及干缩性能研究

研究了不同掺量的纳米SiO₂对改性聚合物水泥砂浆力学性能的影响规律,用掺量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%纳米SiO₂对改性聚合物水泥砂浆的力学性能(抗压强度、抗折强度)、养护条件和干缩性能进行了评价。试验表明,与聚合物水泥砂浆相比,纳米SiO₂的加入有效改善了砂浆的力学性能,但增加了砂浆的干缩性。1.5%掺量下的纳米SiO₂可使聚合物水泥砂浆达到最佳的力学性能。对于养护条件的研究表明,早期干燥养护对砂浆力学影响较大,后期干湿循环更有利于砂浆的养护。     

基于威布尔分布下纳米碳酸钙改性混凝土寿命预测研究

为改善西部盐湖地区混凝土耐久性能,延长其服役寿命,通过研究半浸泡式纳米碳酸钙（CaCO₃）改性混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能,定期对试件进行质量损失以及相对动弹性模量的测评,并对其耐久性进行分析;同时采用威布尔（Weibull）函数建立纳米CaCO₃改性混凝土的耐久性退化模型。结果显示：在0～180 d的龄期内,试件的相对质量和相对动弹性模量有明显的增强,在180 d以后,试件耐久性开始逐步退化,其中相对动弹性模量评价参数更为敏感,能够清晰反映出试件的耐久性退化情况;通过Weibull函数建模计算得出概率密度函数和可靠度函数,确定出纳米CaCO₃改性混凝土在硫酸盐境下最长使用寿命可达到693 d左右。     

纳米二氧化硅对橡胶粉再生混凝土坍落度和抗压性能的影响

使用质量取代法研究纳米SiO₂（取代水泥）和橡胶粉（取代天然河沙）单掺和复掺对再生混凝土经7,28 d养护的抗压强度和坍落度的影响。通过试验结果发现：单掺橡胶时,随着橡胶粉掺量增加,再生混凝土的坍落度随之增大,当橡胶粉取代率达到5%时,再生混凝土的坍落度最大;单掺纳米SiO₂时,随着纳米SiO₂取代率的增加,再生混凝土的坍落度逐渐降低,取代率为3%时,再生混凝土的坍落度最小;单掺橡胶粉时,随着橡胶粉取代率的不断增加,经7 d养护的再生混凝土的抗压强度都随之降低,取代率低于5%时,经28 d养护的再生混凝土抗压强度得到提高;单掺纳米SiO₂时,随着取代率的不断增加,经7 d养护的再生混凝土的抗压强度随之增加;两者双掺时,既能弥补橡胶粉掺入强度的降低,又能抑制纳米SiO₂掺入后坍落度变差的缺点,达到互相弥补的作用。并通过扫描电镜对混凝土的形貌、过渡区和水化产物等微观结构进行了分析。     

基于不同掺和料的透水混凝土性能试验研究

透水混凝土是一种利于促进水循环,改善城市生态环境的环保型建筑材料,本文通过分析目标孔隙率、粉煤灰的量、硅粉的量和纳米SiO₂的量等因素对透水混凝土正交试验影响。结果表明:透水混凝土抗压强度的最优配合比为目标孔隙率取16%、硅灰掺量取8%、粉煤灰掺量取10%、纳米SiO₂掺量取0.5%;透水混凝土孔隙率的最优配合比为目标孔隙率取24%、粉煤灰掺量取10%、硅灰掺量取2%、纳米SiO₂掺量取1%;透水混凝土透水系数的最佳配合比为目标孔隙率取24%、硅灰掺量取8%、粉煤灰掺量取20%、纳米SiO₂掺量取1%。     

纳米SiO2、纳米TiO2和纳米CaCO3对水泥基材料早期性能的影响

采用纳米SiO₂、纳米TiO₂和纳米CaCO₃分别替代部分水泥,研究了3种不同类型的纳米颗粒对水泥基材料流变性能、早期水化过程、早期强度和微观特性的影响。通过压汞孔隙度测定法(MIP)、热重分析仪(TG)、X射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)观察纳米材料对水泥基材料早期微观结构及形貌的影响。探讨了3种纳米颗粒在改善水泥混凝土材料早期强度方面的差异。结果表明,纳米材料的填充效应、火山灰活性、成核效应,纳米尺寸效应及分散性等对水泥混凝土材料的早期力学性能有显著影响。     

纳米粒子和钢纤维增强混凝土抗冲击性能研究

通过落锤冲击试验,得到了纳米粒子和钢纤维增强混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差,并以这3个参数作为评价指标,研究纳米SiO₂粒子和钢纤维对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明,在一定掺量范围内,随着纳米SiO₂掺量的增加,混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差呈现先增大后减小的趋势,当纳米SiO₂掺量为2%时,混凝土的抗冲击性能表现最好。在本文试验钢纤维掺量范围内,随着钢纤维掺量的增加,混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差先增大后减小,当钢纤维掺量为2%时,混凝土的抗冲击性能表现最为优越。掺纳米SiO₂的混凝土在冲击破坏时仍表现为脆性破坏,而钢纤维的掺加使混凝土在破坏时表现出了一定的韧性。本文试验所得到的混凝土抗冲击性能规律为纳米SiO₂粒子和钢纤维增强混凝土的应用提供了参考。     

纳米SiO2的分散性和掺量对混凝土性能的影响

研究了凝胶型和颗粒型纳米SiO₂的分散性和掺量对混凝土的抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：同条件下,凝胶型比颗粒型纳米SiO₂的分散性好;经过超声处理的比未超声处理的纳米SiO₂的分散性要好,可以有效改善混凝土的后期抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能;在一定范围内,纳米SiO₂的掺量越大,对混凝土的性能改善效果越明显。     

纳米材料对玻化微珠保温混凝土性能的影响

通过单因素及耦合试验研究纳米 SiO2（NS）和纳米 CaCO3（NC）对玻化微珠保温混凝土坍落度及抗压强度的影响。 NS 以0.5%、1.0%、1.5%,NC 以0.5%、1.0%、1.5%等量代替水泥,并对混凝土坍落度及7d、28d 立方体抗压强度进行了测试。试验结果表明,S 加入可显著提高混凝土的强度,且最佳掺量为1%,但不利于混凝土的流动性;NC 的加入降低混凝土的强度,但改善了混凝土的流动性,且最佳掺量为0.5%。通过纳米矿物的合理复掺可制备出7d 和28d 立方体抗压强度分别为26.7MPa、42.4MPa,坍落度为145mm 的玻化微珠保温承重混凝土。     

溶胶型纳米SiO2和减水剂对粉煤灰-矿渣地聚物性能的影响

地聚物是一种有望替代普通硅酸盐水泥以降低土木工程行业碳排放的新型绿色环保胶凝材料。然而,粉煤灰-矿渣地聚物存在流动性差、干燥收缩大等问题,限制了其在工程领域的进一步推广应用。因此,通过试验研究了复掺减水剂和溶胶型纳米SiO₂对粉煤灰-矿渣地聚物工作性能、干燥收缩和抗压强度的影响,并分析了相关机理。试验结果表明,对于粉煤灰-矿渣质量比为7∶3的体系,与未掺加溶胶型纳米SiO₂和减水剂的粉煤灰-矿渣地聚物相比,当溶胶型纳米SiO₂和减水剂掺量分别为0.2%和1.0%时,粉煤灰-矿渣地聚物流动度从176 mm增大至198 mm,27 d干燥收缩降低了31.2%,3、7、28 d抗压强度分别提高了52.2%、24.5%、32.3%;溶胶型纳米SiO₂和减水剂复掺增加了参与反应的活性硅源,形成了更多的N-A-S-H和C-(A)-S-H凝胶产物,使得硬化后材料的结构更加致密。该研究可为粉煤灰-矿渣地聚物的进一步研究和应用提供参考。     

复合改性再生混凝土抗氯离子渗透性能

提出了粉煤灰和纳米SiO_2的复合改性方法,使用质量取代法,研究了粉煤灰和纳米SiO_2单掺及复掺对再生混凝土(RAC)抗氯离子渗透性能(84 d)的影响。结果表明,再生粗骨料全部取代天然粗骨料会显著降低抗氯离子渗透性能,84 d氯离子迁移系数和电通量分别提高了101.7%和89.1%;单掺SiO_2或粉煤灰时,随着取代率的提高抗氯离子渗透性能越好。复掺纳米SiO_2和粉煤灰能够产生叠加效应,显著提高RAC的抗氯离子渗透性能,其中复掺2%纳米SiO_2与30%粉煤灰时84 d氯离子迁移系数和电通量分别降低了72.3%和89.1%,甚至优于普通混凝土,并且相同掺量的纳米SiO_2对30%的粉煤灰改性效果更好。     

纤维对全轻混凝土抗压性能试验研究

为探究不同纤维种类对全轻混凝土抗压力学性能的影响,本文基于标准养护条件下掺入钢纤维(掺量0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)、玻璃纤维(掺量0、0.5、1.0、1.4 kg/m~3)的全轻混凝土抗压力学性能展开试验研究。结果表明,钢纤维、玻璃纤维的掺入能提高全轻混凝土的抗拉性能,从而克服并减少全轻混凝土内部微裂缝的产生。钢纤维的掺入对全轻混凝土抗压提高贡献成正比,而玻璃纤维掺量为0.5kg/m3时全轻混凝土的抗压强度要高于其他掺量。