纳米二氧化硅自密实道路混凝土弯曲疲劳性能研究

发布时间：2022-01-04 21:12

　　目的通过掺入纳米二氧化硅颗粒优化自密实道路混凝土配合比,改善其弯曲疲劳性能.方法以填充性能和28 d抗压强度为评价指标,设计L₉（3⁴）正交试验优化混凝土初始配合比,选取4种配合比制备纳米改性自密实混凝土,进行四点弯曲疲劳试验,分别得到50%和95%存活率下基于两参数Weibull分布的概率疲劳方程,并借助SEM观察试件断面微观形貌.结果自密实道路混凝土取得最佳配合比时水胶比为0.26,纳米二氧化硅和硅灰分别占胶凝材料的质量分数为1%、10%;纳米二氧化硅颗粒掺量为1%的试件的疲劳性能最优,达到预估疲劳寿命2.0×10⁶次时弯拉强度折减系数增大了1.4%～5.7%,且疲劳寿命对应力水平变化的敏感性降低了2.1%～9.8%;纳米颗粒具有物理填充效应并与水化产物发生二次反应生成低密度水化硅酸钙凝胶,填充内部微孔使结构更为致密.结论纳米二氧化硅能在一定程度上提升自密实道路混凝土的疲劳性能. 

【文章来源】：沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2020,36(04)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

S11配合比混凝土SEM图

式中:p为存活率;i为疲劳寿命小到大排列的序数;n为每组试件的样本数,n=6;c为形状参数,是ln(ln(1/p))-lnN曲线的斜率,c越大混凝土弯曲疲劳寿命离散性越小;Np为存活率为p时的疲劳寿命;Na为特征寿命,p=0.368对应的疲劳寿命.图2 形状参数与应力水平之间的关系

图1 各配合比混凝土不同应力水平下ln(ln(1/p))-lnN曲线按式(3)分别计算各组混凝土在不同应力水平与存活率下的预估疲劳寿命,拟合S-p-N曲线如图3,得到式(4)所示双对数概率疲劳方程,相关参数见表10.由表10可知,相关系数均在0.94以上,线性拟合相关性较好,参数a均随nano-SiO2颗粒掺量的增大而呈先增大后减小变化趋势,在掺量为1%取得最大值,表明S11组试件疲劳性能最优,较其余三组提升了3.4%～14.1%;参数b变化趋势与参数a基本相同,S11组试件较其余三组增大了2.1%～9.8%,表明nano-SiO2颗粒存在降低了混凝土疲劳寿命对应力水平变化敏感性.预估疲劳寿命为2×106时,在存活概率50%和95%两种情况下,S11组试件的弯拉强度折减系数均最大且达到0.544和0.510,较其余三组高出

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3569065