纳米颗粒改性混凝土的性能及损伤机理研究

发布时间：2021-05-15 02:52

　　混凝土作为房屋、桥梁、道路的主要结构材料,由于本身的工作缺陷对于结构物的安全性造成威胁;因此科研人员不断将其改进,使其适应日益苛刻的工程条件和状况。本文主要针对混凝土的内部结构孔隙进行材料上的改进,通过在混凝土中添加纳米颗粒,改变混凝土自身的性能来研究一种新型改性混凝土。首先本文是在普通混凝土配合比的基础上调试并确定纳米混凝土配合比,主要使用了15nm-SiO₂、30nm-SiO₂、30nm-TiO₂三种不同表征的纳米颗粒进行试验,其中15nmSiO₂纳米颗粒的掺量为水泥质量的0.2%、0.4%、0.6%、0.8%,1.0%,1.5%,2.0%,30nmSiO₂和TiO₂纳米颗粒的掺量为水泥质量的0.2%、0.4%、0.6%、0.8%,对水灰比为0.5的混凝土进行改性,然后根据纳米材料的亲水性或疏水水灰比性,配对了两种相应的制拌工艺使纳米材料分散均匀。在制拌混凝土的过程中观测混凝土工作性能的改变,发现随着纳米颗粒掺量的不断增加,混凝土的流动性逐渐降低;且纳... 

【文章来源】：西京学院陕西省

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 纳米材料
        1.2.1 纳米材料概念
        1.2.2 纳米材料的制备
        1.2.3 纳米材料的特性
    1.3 纳米材料增强机理
        1.3.1 纳米SiO_2增强机理
        1.3.2 纳米TiO_2增强机理
    1.4 纳米混凝土的国内外发展
        1.4.1 纳米混凝土力学性能
        1.4.2 纳米混凝土耐久性性能
    1.5 本文研究目的及研究内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
第二章 原材料及不同纳米颗粒混凝土制备
    2.1 试验原材料选择
        2.1.1 纳米颗粒
        2.1.2 水泥
        2.1.3 骨料
        2.1.4 减水剂
    2.2 纳米混合物制拌工艺
    2.3 试验方案
        2.3.1 配合比设计
        2.3.2 试验内容设计
    2.4 试件制备与养护
        2.4.1 15 nm SiO_2混凝土配置
        2.4.2 30 nm SiO_2和TiO_2混凝土配置
    2.5 主要试验仪器设备
        2.5.1 准备阶段所用仪器
        2.5.2 混凝土性能试验检测设备
        2.5.3 混凝土微观结构试验检测设备
    2.6 本章小结
第三章 不同纳米材料及粒径混凝土力学特性试验研究
    3.1 不同破坏形态
    3.2 立方体抗压强度
        3.2.1 不同粒径下NS抗压强度对比
        3.2.2 不同纳米材料抗压强度对比
    3.3 单轴抗压本构曲线
        3.3.1 不同粒径下NS曲线对比
        3.3.2 不同纳米材料曲线对比
    3.4 延性变形μ
        3.4.1 不同粒径下NS延性对比
        3.4.2 不同纳米材料延性对比
    3.5 本章小结
第四章 纳米混凝土耐久性试验研究
    4.1 抗冻试验
        4.1.1 纳米混凝土试件制备
        4.1.2 试验步骤
        4.1.3 质量损失计算处理
        4.1.4 试验结果
    4.2 核磁共振微结构分析与成像系统试验
        4.2.1 核磁共振微结构分析与成像系统原理
        4.2.2 试验步骤
        4.2.3 不同纳米粒径下NS混凝土试验结果对比
        4.2.4 不同纳米材料下混凝土试验结果对比
    4.3 本章小结
第五章 基于ICT分析纳米混凝土内部损伤
    5.1 ICT基本原理
        5.1.1 X-Ray工作原理
        5.1.2 工业CT投影原理
    5.2 混凝土单轴受压ICT扫描
    5.3 混凝土冻融损伤ICT扫描
        5.3.1 相同冻融循环次数二维CT对比
        5.3.2 不同冻融循环次数三维CT对比
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米材料在混凝土中的应用研究现状[J]. 韩古月,聂立武.  混凝土. 2018(07)
[2]纳米改性路用混凝土抗盐冻性能试验研究[J]. 黄娟,韩雪.  中外公路. 2018(02)
[3]冻融循环下再生混凝土孔隙分布变化及其对抗冻性能的影响[J]. 魏毅萌,柴军瑞,覃源,许增光,李阳.  硅酸盐通报. 2018(03)
[4]纳米材料应用于土木工程中的机遇与挑战[J]. 陈航,唐孟雄.  广州建筑. 2017(02)
[5]浅析现代建筑中土木工程新型材料的应用[J]. 毕晓茜.  江西建材. 2016(22)
[6]新型混凝土材料在土木工程领域中的应用分析[J]. 陈平,林沐青.  绿色环保建材. 2016(08)
[7]复合纳米材料对混凝土动态力学性能的影响[J]. 朱靖塞,许金余,白二雷,罗鑫,高原.  复合材料学报. 2016(03)
[8]盐蚀-冻融循环作用下天然浮石混凝土的抗冻性[J]. 王萧萧,申向东,王海龙,高矗,赵红霞,高美连.  硅酸盐学报. 2014(11)
[9]新型混凝土材料在土木工程领域中的应用[J]. 吴丽琴.  广东科技. 2014(08)
[10]纳米SiO2对不同强度等级混凝土性能的影响[J]. 陈安生,唐小萍.  硅酸盐通报. 2013(08)

博士论文
[1]基于CT图像的混凝土损伤演化及数值模拟研究[D]. 袁则循.中国矿业大学(北京) 2016
[2]纳米SiO2改性超高韧性水泥基复合材料试验研究[D]. 高翔.浙江大学 2016
[3]普通RAC及EC-RAC框架结构抗震性能试验研究[D]. 樊禹江.西安建筑科技大学 2014
[4]基于X-ray CT的沥青混合料粗集料基础特性研究[D]. 段跃华.华南理工大学 2011
[5]纳米SiO2高性能混凝土性能及机理研究[D]. 王宝民.大连理工大学 2009

硕士论文
[1]纳米SiO2玄武岩纤维混凝土力学性能试验与微观结构分析[D]. 朱迎.安徽理工大学 2017
[2]多尺寸聚丙烯纤维混凝土抗冻性试验研究[D]. 钟杨.重庆大学 2017
[3]掺纳米SiO2钢纤维混凝土力学性能试验研究[D]. 张圣言.郑州大学 2010
[4]纳米混凝土试验与应用模拟分析[D]. 谢帮华.南昌大学 2007



本文编号：3186805