纳米SiO 2 改性水泥混凝土抗盐冻性能研究

发布时间：2021-12-22 11:39

　　通过慢冻法试验以单位面积剥蚀量及相对动弹模量为评价指标研究不同掺量下纳米SiO₂改性混凝土抗盐冻融循环能力,并进行三点弯曲试验,研究其断裂韧度及断裂能损失率,基于此建立水胶比W/B=0.31时的盐冻融损伤回归方程。结果表明:经过纳米SiO₂改性的混凝土抗盐冻融性能明显提升,在60次冻融循环之内,2.0%掺量下最大可分别提升混凝土约70%单位面积剥蚀量、24.2%相对动弹模量、29.5%断裂韧度及10.9%断裂能,且纳米SiO₂存在最佳掺量范围1.5%～2.0%;在W/B=0.31时,纳米SiO₂改性混凝土单位面积剥蚀量、相对动弹模量、断裂韧度损失率以及断裂能损失率与其掺量、冻融次数之间存在较为显著的数学关系。 

【文章来源】：中外公路. 2020,40(04)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

纳米SiO2改性混凝土抗盐冻性能试验结果

式中:KIC为断裂韧度(MPa·m1/2);Fmax为试验最大荷载(N);S为试件的跨度(mm);h为试件高度(mm);t为试件宽度(mm);a为预裂缝深度(mm)。图3 纳米SiO2改性混凝土断裂韧度损失率

图2 30次盐冻融循环后纳米SiO2改性混凝土F-CMOD曲线由图2、3可知:纳米SiO2可参与混凝土内部水化,提高其水化程度,从而改善混凝土抗裂性能,减缓混凝土开裂进程,并增大混凝土断裂时的最大挠度。因此,纳米SiO2可明显提高混凝土冻融循环后的断裂极限荷载,且其改善效果存在最佳掺量值。30次盐冻融循环后,2.0%掺量水平下其改性混凝土断裂极限荷载最大可提升将近1倍,同时1.5%掺量水平下纳米SiO2可有效延缓混凝土的开裂时间。此外,在20次及30次盐冻融循环条件下,掺入纳米SiO2后,混凝土的断裂韧度损失率均明显降低,且随着掺量的增加,其改性混凝土断裂韧度损失率表现出先降低后有所增大的趋势,在20、30次盐冻融循环下,2.0%纳米SiO2掺量组断裂韧度损失率较基准组可分别减小27.4%、29.5%。总体来说,纳米SiO2对混凝土孔结构的细化等改善作用,可有效减少外界离子进入混凝土内部,从而降低混凝土所受侵蚀,同时纳米SiO2对混凝土内部界面过渡区的增强,可减少冻融微裂纹的产生,因此,纳米SiO2可显著提高混凝土盐冻融循环后的断裂韧度损失率。

【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米SiO2和粉煤灰复掺对再生混凝土性能的影响[J]. 肖建庄,陈祥磊,李标,薛松涛,段珍华.  建筑科学与工程学报. 2020(01)
[2]纳米材料复配对SBS改性沥青流变及抗老化性能的影响[J]. 郭诗惠,刘炳.  中外公路. 2019(03)
[3]纳米二氧化硅对混凝土界面过渡区的改性机制及其多尺度模型[J]. 徐晶,王先志.  硅酸盐学报. 2018(08)
[4]矿物外加剂对丁苯聚合物/水泥复合胶凝材料凝结硬化过程的影响及机制[J]. 王茹,张绍康,王高勇.  材料导报. 2017(24)
[5]纳米改性混凝土界面过渡区的多尺度表征[J]. 徐晶,王彬彬,赵思晨.  建筑材料学报. 2017(01)
[6]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)
[7]纳米颗粒对水泥基材料性能影响的研究进展[J]. 劳有盛,张磊,王雪平,杨久俊,余海燕.  材料导报. 2014(03)
[8]掺加纳米二氧化硅水泥混凝土路用性能[J]. 李朋飞,张擎,李晶晶.  长安大学学报(自然科学版). 2010(03)



本文编号：3546329