阻尼增強梯度結構混凝土設計及微細觀性能.pdf

1、混凝土材料的阻尼功能對于增加高鐵列車運行的安全穩(wěn)定性和乘坐的舒適性、提高大跨度建筑物結構的安全性以及在減振降噪等方面具有重要意義，混凝土材料的阻尼功能也逐漸成為研究的熱點。目前關于混凝土材料阻尼功能的研究很多，也取得了一些進展，但并沒有解決阻尼功能和力學性能不可兼得的技術難題。針對以上問題，本文中引入功能梯度材料理論，對混凝土的材料和結構進行一體化設計，開發(fā)出阻尼增強梯度結構混凝土（ Damping-enhanced Gradient

2、Structure Concrete，DGSC），為提高混凝土的阻尼功能開辟新的思路。
　　功能梯度混凝土一般由兩種或以上的材料復合而成，本研究的阻尼增強梯度結構混凝土是由高阻尼混凝土和高性能混凝土組成，分別構成混凝土材料的阻尼層和結構層，采用自由阻尼結構的形式，通過對其材料和結構進行優(yōu)化處理，使其具有高阻尼和高強度的功能。
　　通過對阻尼增強梯度結構混凝土力學性能和阻尼性能的研究，結果表明高阻尼混凝土阻尼比值高性能混凝土提

3、高30％，其強度等級達到C50以上，而且DGSC阻尼性能和力學性能都具有較高水平，基本解決了阻尼性能和力學性能的不可兼得的難題，同時還避免了造價成本過高的問題，對于高阻尼混凝土的研究具有重要的指導價值。
　　采用顯微硬度計測試了高阻尼混凝土、高性能混凝土水泥石和骨料界面過渡區(qū)（ITZ）的顯微硬度、阻尼增強梯度結構混凝土中高阻尼混凝土—高性能混凝土界面結合區(qū)的顯微硬度。結果表明，高阻尼混凝土水泥石與骨料界面過渡區(qū)顯微硬度變化更為均勻

4、，界面過渡薄弱區(qū)得到提高。重點研究了阻尼增強梯度結構混凝土界面結合區(qū)的顯微硬度，界面結合區(qū)顯微硬度得到明顯改善，比高阻尼混凝土顯微硬度值大，對于提高阻尼增強梯度結構混凝土的整體性能具有重要作用。
　　采用環(huán)境掃描電子顯微鏡ESEM對高阻尼混凝土和高性能混凝土水泥石和骨料界面過渡區(qū)（ITZ）以及阻尼增強梯度結構混凝土中高阻尼混凝土—高性能混凝土界面結合區(qū)的微觀結構進行了探究。結果表明，高阻尼混凝土水泥石與骨料界面過渡區(qū)結構均勻，水泥

5、漿體與骨料結合密實，界面薄弱處等到改善，阻尼增強組分在漿體中分散均勻，有利于改善高阻尼混凝土的阻尼功能和力學性能。然后著重對阻尼增強梯度結構混凝土界面結合區(qū)的微觀結構進行了觀測，發(fā)現(xiàn)界面結合區(qū)高阻尼材料與高性能材料有相互滲透，界面結合區(qū)得到強化，阻尼增強梯度結構混凝土的阻尼性能和力學性能得到提升。
　　綜上所述，通過材料和結構進行一體化設計開發(fā)的阻尼增強梯度結構混凝土實現(xiàn)了高阻尼高強度的功能，基本解決了混凝土材料阻尼性能和力學性能