短切碳纤维对混凝土孔结构及特征的影响

为探究短切碳纤维(CFs)对混凝土内部孔结构微观特征的影响规律,制备体积掺量分别为0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.5%的短切碳纤维增强混凝土(CFC)试件,采用压汞法(MIP)分析各组试件内部孔结构特性,并引入分形理论对孔径分形规律展开进一步探讨。结果表明:掺入适量的CFs可有效降低混凝土总孔隙量和平均孔径,且掺量为0.1%时改善效果最佳;混凝土内部孔径具有显著的分形特性,各组试件ln(W_n/r²_n)、ln Q_n曲线拟合相关系数R²均在0.996以上,斜率可作为孔表面积分形维数(D_p);随着CFs掺量的增加,D_p先减小后增大,且D_p越大,平均孔径越大,进一步验证了CFs对混凝土内部结构的改善规律。     

纳米颗粒SiO2和CaCO3对混凝土动力特性的影响

制备了掺量为0.2％的纳米SiO2(NS)和纳米CaCO3(NC)混凝土,之后采用φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置测试了养护龄期为28 d的两种混凝土在不同应变率等级下的动力特性并与普通混凝土(PC)进行对比研究.结果表明,准静态荷载下,NC比PC和NS表现出更高强度和更好的变形性能;动荷载作用下,当平均应变率为75 s-1时,NC、NS动态抗压强度为PC的112.6％和94.2％,125 s-1时分别为PC的108.8％和94.4％.从韧度的评价指标来看,纳米CaCO3颗粒可更有效发挥对混凝土的增韧优势,在应变率为75 s-1和125 s-1时,全韧度比PC增幅达到53.8％和34.0％.     

高温下混凝土冲击变形特性研究

利用自主研制的高温SHPB试验系统对混凝土进行冲击压缩试验,研究不同温度、不同应变率对混凝土冲击变形特性的影响.结果表明:温度相同时,混凝土应变率随冲击弹速的增大而增大,弹速相同时,应变率随温度的变化由大到小依次为200℃,800℃,600C,常温,400℃;随着应变率的增大,混凝土峰值应变与冲击韧性在同一温度下不断提高,弹性模量在常温下显著降低,在高温下略有起伏;同一应变率下,温度越高,峰值应变越大,弹性模量越小,且冲击韧性在400℃之前逐渐增大,400℃之后开始下降,高温下混凝土冲击韧性的应变率效应较常温时有所提高.     

混凝土受氯盐腐蚀后动力学特性损伤研究

为探究氯盐腐蚀后混凝土动力学特性,利用φ100 mm分离式霍普金森压杆试验系统,对置于NaC1溶液中浸泡侵蚀后混凝土试件动力学特性进行研究.试验结果表明:氯盐腐蚀后试件动态抗压强度明显下降,且应变率效应显著;整体上,试件受腐蚀后的峰值应变有所降低,变形性能减弱;比能量吸收显著降低,吸能能力受到严重削弱.说明氯盐对混凝土动力学特性具有显著的弱化效应.     

纳米碳纤维增强混凝土动态劈拉破坏的能耗规律研究

采用Φ100 mm SHPB试验装置对纳米碳纤维(CNFs)体积掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%的纳米碳纤维增强混凝土(CNFRC)进行了动态劈拉试验，分析了CNFRC动态劈拉破坏的能耗规律，并与碳纤维(CFs)体积掺量为0.3%的碳纤维增强混凝土(CFRC)进行了对比分析。结果表明：在动态劈拉破坏过程中，随着入射能平均变化率的增大，混凝土的应变率不断增大。采用二次多项式能较好地拟合应变率随入射能平均变化率的变化规律。CNFs可“加固”混凝土内部结构，从而使得CNFRC的应变率较普通混凝土小。CNFRC的吸收能具有明显的应变率效应和入射能平均变化率效应。在分析混凝土内部能量耗散时，建议采用入射能平均变化率作为自变量。CNFs可以提高混凝土的吸能特性和强度。入射能平均变化率相同时，随着CNFs掺量的增大，CNFRC的吸收能和动态劈拉强度均先增大后减小。CNFs掺量为0.3%时，CNFRC的吸收能和动态劈拉强度均最大。入射能平均变化率相同时，CNFs对混凝土强度的提高效果较CFs差，对混凝土吸能特性的提高效果接近CFs。