納米材料對超高性能混凝土強度的影響研究.pdf

1、隨著混凝土材料的不斷發(fā)展，高性能或超高性能已成為混凝土材料的主要發(fā)展趨勢。超高性能混凝土(UHPC)作為具有超高性能的新型水泥基復合材料，在工程實踐中得到了越來越廣泛的應用。但混凝土作為一種脆性材料，或多或少會存在一些缺陷，如何進一步提高超高性能混凝土的強度和韌性，仍然是混凝土研究工作者追求的目標。
　　納米材料作為一種新型材料，在很多領域也都得到了應用，在普通混凝土中也是如此，但是，目前納米材料在超高性能混凝土領域上的應用不多，

2、對超高性能混凝土強度影響的研究報道還很少。因此，本文圍繞納米材料和超高性能混凝土這兩個出發(fā)點，在現(xiàn)有超高性能混凝土(UHPC)研究成果的基礎上，通過試驗重點研究了納米SiO2和納米CaCO3對UHPC強度的影響，得到的主要結論如下：
　　(1)通過納米材料對UHPC新拌漿體流動性能的影響研究，發(fā)現(xiàn)由于自身極小的顆粒尺寸以及高比表面積使得納米材料需水量大，隨著納米材料摻量的增加新拌水泥漿體流動度逐漸下降。
　　(2)在UHPC

3、中單摻納米SiO2(NS)時，UHPC的抗壓強度和抗折強度均隨著納米SiO2摻量的適當增加而增大，特別是抗折強度相比未摻納米材料時提高顯著，NS摻量為1％時，抗折強度增長幅度最大達到了40.7％，本文中NS的最佳摻量范圍為0.5％～1％。通過觀察UHPC在標準養(yǎng)護7d、28d以及熱水養(yǎng)護48h后的強度，發(fā)現(xiàn)NS的摻入能明顯提高水泥硬化漿體的早期強度，對后期強度也有一定的增強，并且在同條件下熱水養(yǎng)護對于增長UHPC的強度十分明顯。此外，摻

4、入NS后UHPC的折壓比也有一定的提高，說明混凝土的韌性增強。
　　(3)單摻納米CaCO3(NC)時，對UHPC的增強效果比摻NS后更明顯，本文中NC的最佳摻量為3％。在熱水養(yǎng)護條件下，摻入了NC的UHPC的抗壓強度比未摻時最大提高了16.7％，抗折強度提高了39％，并且折壓比增大，NC的增強增韌效果顯著。
　　(4)在UHPC中雙摻兩種納米材料時，增強效果并不太理想，比單摻SiO2效果稍好一些，但比單摻納米CaCO3效果

5、卻差一些。
　　(5)通過應用SEM技術對UHPC的微觀結構進行了分析，探討了納米材料對UHPC的增強增韌機理：1)微集料填充效應：即納米粒子的摻入可以填充于膠凝體系的空隙中，降低水泥石的孔隙率，改善基體的密實度。2)火山灰效應：由于納米SiO2的高火山灰活性，將其摻入到UHPC中后易于與氫氧化鈣發(fā)生水化反應生成水化硅酸鈣凝膠C-S-H，并同時還能誘導C-S-H朝著針柱狀的方向生長，從而改善了基體的界面結構，降低了水泥石的結構缺陷