功能混凝土性能研究.docx
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1、功能混凝土性能研究(低温建筑技术杂志)2014年第五期1功能混凝土的工作性研究本试验是在减水剂使用量一样条件下,研究不同导电相材料的掺入对混凝土的塌落扩展度的影响及分析。如图1所示,在混凝土里参加导电相材料对于混凝土的塌落扩展度的影响是很大的。能够看到,在单独掺入纳米炭黑、碳纤维时,混凝土的塌落扩展度的损失随导电相材料掺入量的增加而增加的趋势,但是纳米炭黑对混凝土的塌落扩展度的损失的作用最大。在混凝土中掺入质量掺量0.4%的纳米炭黑时,混凝土N04的塌落度已经很小,流动性和粘结性差。但是对于本试验中最大质量掺量14%碳纤维的混凝土T14,混凝土的塌落度还是很大的,工作性也是很好的。而在混掺纳米
2、炭黑和碳纤维的混凝土中,混凝土的塌落扩展度的损失程度要比各自单掺时的大很多。导电相材料对于混凝土的塌落扩展度的影响是与其本身的材料特性分不开。纳米炭黑的粒径是17nm,粒径极小而且本身多孔,纳米炭黑的比面积要比同质量的碳纤维大的多,纳米炭黑材料本身又是亲水性材料,吸水性强,因而单位质量的纳米炭黑的需水量大,所以,在纳米炭黑的掺入量增加时,大量的水被纳米炭黑占用,导致和胶凝材料反响的水减少,使包裹在石子等骨料的水泥浆体的量减少,使混凝土的变得干稠,工作性变差。本试验采用的未经外表处理的沥青基碳纤维,外表未经处理的沥青基的碳纤维不易被水浸润,需水量要比同质量的纳米炭黑的要小很多,在纤维掺量较少时,
3、对混凝土的工作性的影响不大。在制作碳纤维混凝土时,要先把羧甲基纤维素和水配制成质量含量为025%的分散剂溶液,然后用来分散试验用的碳纤维。2功能混凝土的力学性能研究为了更好的研究掺入导电相材料对于混凝土的强度影响及规律,本试验测试了3d抗压强度和3d抗折强度。21功能混凝土的抗压强度试验结果从表4试验结果能够看出,在单掺纳米炭黑时,混凝土的抗压强度随纳米炭黑的掺量的增加呈现先增加后减小的趋势。而且同单掺碳纤维相比,较少的纳米炭黑掺量,就能够使混凝土的3d和28d的抗压强度都提高很多。这样的原因可能是:在纳米炭黑掺量较少(质量分数不大于02%)时,由于纳米炭黑本身粒径极小,极易在混凝土中分布较均
4、匀,所以能够起到填充混凝土中极小的空隙和缺陷等,所以能够起到加强抗压强度的作用;在纳米炭黑掺量较多(质量分数大于02%)时,纳米炭黑本身的亲水性,成为主要影响因数,大量的水被纳米炭黑占用,导致和胶凝材料反响的水减少,使包裹在石子等骨料的水泥浆体的量减少,混凝土孔隙变多,混凝土的抗压强度降低。在单掺碳纤维时,混凝土的抗压强度随着碳纤维掺量的增加而增加,只是在碳纤维的掺量超过一定值(10%)时,增加的速度减小了。而在混掺导电相时,混凝土的抗压强度由于混合的导电相掺入,既有增大的,也有减小的,但是总体上,混掺碳纤维和纳米炭黑导电相的混凝土的抗压强度要高于单掺纳米炭黑或碳纤维的抗压强度。22功能混凝土
5、的抗折强度试验结果。从表5看出,单掺纳米炭黑时,混凝土3d和28d抗折强度随着纳米炭黑掺量的增加而降低。在掺量较少(0.1%0.2%)时,对混凝土的抗折强度的影响不大。但在纳米炭黑的质量掺量为0.4%,相对于素混凝土的3d和28d抗折强度,混凝土N04的3d和28d抗折强度分别降低了23.8%、30.2%,此时的纳米炭黑对混凝土工作性影响很大,纳米炭黑使混凝土变得干稠,混凝土变得坚硬而脆。单独掺加碳纤维时,混凝土的3d和28d抗折强度都随着碳纤维的掺量的增加而先加强,后降低的趋势。碳纤维本身的抗拉强度很大,乱向的分散在混凝土中,当混凝土界面受力开裂时,依靠纤维面的粘结力来抵抗外界的荷载,再者混
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