减水剂对纳米SiO2混凝土强度及抗渗性能的影响

采用试验方法研究了减水剂对纳米SiO2混凝土抗压强度及抗渗性能的影响.研究结果表明:混凝土的抗渗性能随着减水剂的增加而明显提升,如掺量为1%与3%减水剂的纳米SiO2混凝土其渗水高度值由140mm左右降至100mm左右;减水剂在一定范围内增加能提高混凝土的抗压强度,掺量为1%的纳米SiO2混凝土由前期的9.6 MPa提升到了23.2 MPa,虽与未掺减水剂的强度比略差,但其强度在后期都会有显著提升,当减水剂掺量为3%时强度后期明显降低,侧面表明减水剂掺量并不是越多越好,要根据混凝土配合比调试才能得到最适宜的量,才能发挥混凝土最大效益.

PVA纤维-纳米SiO2对混凝土抗疲劳性能的影响及机理分析

为研究PVA纤维和纳米SiO2的掺入对混凝土抗疲劳性能的影响,设计了单掺PVA纤维(P组)、单掺纳米SiO2(S组)和混掺PVA纤维与纳米SiO2(SP组)3组试件,对其展开疲劳后的单轴压缩试验,以经历疲劳荷载后混凝土试件的相对动弹性模量和抗压强度,作为分析评价不同掺料方式对混凝土疲劳性能影响的评价指标,并利用SEM电镜扫描试验研究了掺合料的微观作用机理。结果表明:3组混凝土较普通混凝土在抗疲劳性能上都有明显的提升,S组在提高混凝土强度方面表现最为明显;而SP组能够更有效地抑制混凝土内部劣化损伤的发展。从作用机理上来讲,PVA纤维是通过提高混凝土各单元间的抗拉能力,有效降低了混凝土在疲劳荷载作用下的损伤破坏,相当于延长了混凝土的破坏过程;而纳米SiO2则是通过参与反应生成C-S-H(水化硅酸钙)凝胶填充混凝土薄弱区,提高了混凝土的抗压强度,相当于提高了混凝土在疲劳荷载作用下的破坏起点。研究成果对混凝土结构抗疲劳设计有参考价值。

纳米SiO2改性水泥混凝土优选及疲劳寿命预估

通过熵权法加权的灰靶理论,对5组不同掺量水平的纳米SiO2改性混凝土综合路用性能进行评价分析,得到最优纳米SiO2掺量;选择最优组改性混凝土进行弯曲疲劳试验,以弯拉强度及荷载作用次数为参数,建立BP神经网络模型。结果表明:经过纳米SiO2改性的混凝土其各项路用性能均得到有效提高,其中1.5%掺量水平下,纳米SiO2改性混凝土路用性能综合评价最高;采用BP神经网络模型预测1.5%掺量水平下纳米SiO2改性混凝土疲劳寿命可得到较为准确的结果,最大误差小于1%,Levenberg-Marquardt训练算法与另外两种算法相比具有最少的迭代次数及最优的收敛速度和泛化能力,且误差平方和相比之下最低,最大相对误差为0.011%~0.041%。

纳米SiO2改性水泥混凝土优选及疲劳寿命预估

通过熵权法加权的灰靶理论,对5组不同掺量水平的纳米SiO2改性混凝土综合路用性能进行评价分析,得到最优纳米SiO2掺量;选择最优组改性混凝土进行弯曲疲劳试验,以弯拉强度及荷载作用次数为参数,建立BP神经网络模型。结果表明:经过纳米SiO2改性的混凝土其各项路用性能均得到有效提高,其中1.5%掺量水平下,纳米SiO2改性混凝土路用性能综合评价最高;采用BP神经网络模型预测1.5%掺量水平下纳米SiO2改性混凝土疲劳寿命可得到较为准确的结果,最大误差小于1%,Levenberg-Marquardt训练算法与另外两种算法相比具有最少的迭代次数及最优的收敛速度和泛化能力,且误差平方和相比之下最低,最大相对误差为0.011%~0.041。

Compressive strength and abrasion resistance of concrete containing SiO_2 and CuO nanoparticles in different curing media

In the present study,abrasion resistance and compressive strength of concrete specimens containing SiO2 and CuO nanoparticles in different curing media have been investigated.Portland cement was partially replaced by up to 2.0 wt%of SiO2 and CuO nanoparticles and the mechanical properties of the produced specimens were measured.Increasing the nanoparticles content was found to increase the abrasion resistance of the specimens cured in water and saturated limewater,while this condition was not observed for compressive strength in the both curing media.The enhancement of abrasion resistance was higher for the specimens containing SiO2 nanoparticles in both curing media.Since abrasion resistance and compressive strength of the specimens followed a similar regime as the nanoparticles increased for the specimens cured in saturated limewater,some experimental relationships has been presented to correlate these two properties of concrete for this curing medium.On the whole,it has been concluded that the abrasion resistance of concrete does not only depend on the corresponding compressive strength.