本站小編為你精心準(zhǔn)備了功能混凝土性能研究參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《低溫建筑技術(shù)雜志》2014年第五期

1功能混凝土的工作性研究

本試驗(yàn)是在減水劑使用量相同條件下，研究不同導(dǎo)電相材料的摻入對(duì)混凝土的塌落擴(kuò)展度的影響及分析。如圖1所示，在混凝土里加入導(dǎo)電相材料對(duì)于混凝土的塌落擴(kuò)展度的影響是很大的。可以看到，在單獨(dú)摻入納米炭黑、碳纖維時(shí)，混凝土的塌落擴(kuò)展度的損失隨導(dǎo)電相材料摻入量的增加而增加的趨勢(shì)，但是納米炭黑對(duì)混凝土的塌落擴(kuò)展度的損失的作用最大。在混凝土中摻入質(zhì)量摻量0.4%的納米炭黑時(shí)，混凝土N04的塌落度已經(jīng)很小，流動(dòng)性和粘結(jié)性差。但是對(duì)于本試驗(yàn)中最大質(zhì)量摻量1．4%碳纖維的混凝土T14，混凝土的塌落度還是很大的，工作性也是很好的。而在混摻納米炭黑和碳纖維的混凝土中，混凝土的塌落擴(kuò)展度的損失程度要比各自單摻時(shí)的大很多。導(dǎo)電相材料對(duì)于混凝土的塌落擴(kuò)展度的影響是與其自身的材料特性分不開。納米炭黑的粒徑是17nm，粒徑極小而且本身多孔，納米炭黑的比面積要比同質(zhì)量的碳纖維大的多，納米炭黑材料本身又是親水性材料，吸水性強(qiáng)，因此單位質(zhì)量的納米炭黑的需水量大，所以，在納米炭黑的摻入量增加時(shí)，大量的水被納米炭黑占用，導(dǎo)致和膠凝材料反應(yīng)的水減少，使包裹在石子等骨料的水泥漿體的量減少，使混凝土的變得干稠，工作性變差。本試驗(yàn)采用的未經(jīng)表面處理的瀝青基碳纖維，表面未經(jīng)處理的瀝青基的碳纖維不易被水浸潤(rùn)，需水量要比同質(zhì)量的納米炭黑的要小很多，在纖維摻量較少時(shí)，對(duì)混凝土的工作性的影響不大。在制作碳纖維混凝土?xí)r，要先把羧甲基纖維素和水配制成質(zhì)量含量為0．25%的分散劑溶液，然后用來(lái)分散試驗(yàn)用的碳纖維。

2功能混凝土的力學(xué)性能研究

為了更好的研究摻入導(dǎo)電相材料對(duì)于混凝土的強(qiáng)度影響及規(guī)律，本試驗(yàn)測(cè)試了3d抗壓強(qiáng)度和3d抗折強(qiáng)度。

2．1功能混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果從表4試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在單摻納米炭黑時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度隨納米炭黑的摻量的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。而且同單摻碳纖維相比，較少的納米炭黑摻量，就可以使混凝土的3d和28d的抗壓強(qiáng)度都提高很多。這樣的原因可能是:①在納米炭黑摻量較少(質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0．2%)時(shí)，由于納米炭黑自身粒徑極小，極易在混凝土中分布較均勻，所以能夠起到填充混凝土中極小的空隙和缺陷等，所以能夠起到增強(qiáng)抗壓強(qiáng)度的作用;②在納米炭黑摻量較多(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0．2%)時(shí)，納米炭黑自身的親水性，成為主要影響因數(shù)，大量的水被納米炭黑占用，導(dǎo)致和膠凝材料反應(yīng)的水減少，使包裹在石子等骨料的水泥漿體的量減少，混凝土孔隙變多，混凝土的抗壓強(qiáng)度降低。在單摻碳纖維時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著碳纖維摻量的增加而增加，只是在碳纖維的摻量超過(guò)一定值(1．0%)時(shí)，增加的速度減小了。而在混摻導(dǎo)電相時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度由于混合的導(dǎo)電相摻入，既有增大的，也有減小的，但是總體上，混摻碳纖維和納米炭黑導(dǎo)電相的混凝土的抗壓強(qiáng)度要高于單摻納米炭黑或碳纖維的抗壓強(qiáng)度。

2．2功能混凝土的抗折強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。從表5看出，單摻納米炭黑時(shí)，混凝土3d和28d抗折強(qiáng)度隨著納米炭黑摻量的增加而降低。在摻量較少(0.1%～0.2%)時(shí)，對(duì)混凝土的抗折強(qiáng)度的影響不大。但在納米炭黑的質(zhì)量摻量為0.4%，相對(duì)于素混凝土的3d和28d抗折強(qiáng)度，混凝土N04的3d和28d抗折強(qiáng)度分別降低了23.8%、30.2%，此時(shí)的納米炭黑對(duì)混凝土工作性影響很大，納米炭黑使混凝土變得干稠，混凝土變得堅(jiān)硬而脆。單獨(dú)摻加碳纖維時(shí)，混凝土的3d和28d抗折強(qiáng)度都隨著碳纖維的摻量的增加而先增強(qiáng)，后降低的趨勢(shì)。碳纖維本身的抗拉強(qiáng)度很大，亂向的分散在混凝土中，當(dāng)混凝土界面受力開裂時(shí)，依靠纖維面的粘結(jié)力來(lái)抵抗外界的荷載，再者混凝土中摻入的分散的短切碳纖維能在碳纖維長(zhǎng)度允許范圍內(nèi)產(chǎn)生一定搭接作用，搭接上的短切碳纖維經(jīng)過(guò)水泥水化而形成一根或幾根結(jié)實(shí)的長(zhǎng)碳纖維，產(chǎn)生一定的拉接力，這樣能增強(qiáng)混凝土抗折強(qiáng)度。但碳纖維自身的分散性很差，當(dāng)在混凝土中摻量過(guò)多時(shí)，碳纖維就會(huì)結(jié)成團(tuán)，在混凝土里形成嚴(yán)重的缺陷，使混凝土的強(qiáng)度降低，所以在混凝土中摻加碳纖維時(shí)，碳纖維的分散性是很重要的。混摻碳纖維和納米炭黑時(shí)，混凝土抗折強(qiáng)度相對(duì)單摻納米炭黑的抗折強(qiáng)度要高而比單摻碳纖維的要低，說(shuō)明在混摻導(dǎo)電相材料里抗折強(qiáng)度受納米炭黑的影響還是很大。

3功能混凝土的電阻率的試驗(yàn)分析

3．1混凝土電阻率的測(cè)試的試驗(yàn)方法本試驗(yàn)采用的內(nèi)埋式的四電極法測(cè)電阻，電極采用的70mm×100mm長(zhǎng)方形不銹鋼網(wǎng)，測(cè)試混凝土電阻的試件的尺寸是100mm×100mm×300mm．測(cè)試電壓是24V直流電壓源。測(cè)電阻方法是在試件內(nèi)部預(yù)先埋四塊等間距的平行電極，內(nèi)側(cè)BC兩電極間連接測(cè)電壓V，外側(cè)AD兩電極間連接測(cè)電流I，由歐姆定律，BC段電阻值為R=V/I，由BC段距離L和極板與試塊接觸面積A，由電阻率的計(jì)算公式，材料電阻率值為ρ=R•A/L，單位是Ω•cm。

3．2混凝土電阻率的數(shù)據(jù)分析通過(guò)四電極法測(cè)得電阻值，計(jì)算得到的電阻率數(shù)據(jù)處理如圖2、3和4:從圖中可以看到，總體上三種混凝土的電阻率隨著齡期的增長(zhǎng)而呈增大的趨勢(shì)，但是增大的趨勢(shì)的發(fā)展過(guò)程卻各有不同。雖然三種混凝土的導(dǎo)電相材料和摻量都不一樣，但是3d、7d電阻率卻是基本相差不多，可見導(dǎo)電相的摻入對(duì)早期電阻率的降低效果不大。原因可能是早期混凝土內(nèi)部含有大量的自由水、Ca2+、Na+、K+、OH－、SO42－等離子，起到了主要的導(dǎo)電作用。在單摻納米炭黑混凝土的電阻率與齡期的變化圖2，可以看出在齡期21d之前，不同摻量的電阻率變化曲線與素混凝土的電阻率變化曲線相距很近，不同的納米炭黑摻量對(duì)電阻率的降低區(qū)別不明顯。在齡期為21d的電阻率都達(dá)到一個(gè)很大的值(8000Ω•cm左右)，混凝土N04的電阻率超過(guò)了素混凝土S的電阻率，在齡期為28d之后，不同的納米炭黑摻量對(duì)混凝土電阻率的降低的效果越來(lái)越明顯，混凝土N02、N03的電阻率降低效果最明顯，混凝土N04的電阻率較大，但是在總體上28d齡期之后電阻率增長(zhǎng)放緩，可見少摻量的納米炭黑對(duì)混凝土的電阻率是有一定的降低作用的，而且比較穩(wěn)定。在單摻碳纖維混凝土的電阻率與齡期的變化圖3，可看出除了3d、7d電阻率略有波動(dòng)外，摻碳纖維的混凝土的電阻率隨碳纖維的摻量的增加而降低，隨齡期的增長(zhǎng)而增大。碳纖維對(duì)混凝土的電阻率的降低效果明顯，但是隨著齡期增長(zhǎng)，電阻率的還有較大的增長(zhǎng)趨勢(shì)，穩(wěn)定性較差。在28d齡期時(shí)質(zhì)量摻量0．8%～1．0%之間的電阻率降低最為明顯，而在1%～1.2%之間的電阻率降低的程度放緩，所以可以認(rèn)為在碳纖維摻量的下閾值在0．8%～1．0%之間。在混摻納米炭黑和碳纖維的混凝土電阻率與齡期的關(guān)系圖4中，可以看到相對(duì)于單摻的納米炭黑或者碳纖維，混摻導(dǎo)電相的混凝土電阻率在早期的波動(dòng)性較大，在28d齡期時(shí)，在納米炭黑的摻量在0．1%～0．2%的混摻的電阻率降低效果要比單摻納米炭黑時(shí)電阻率的降低效果明顯，而且35d、42d齡期的電阻率的穩(wěn)定性要比單摻碳纖維時(shí)的效果好。可見，在混摻中，碳纖維的降低電阻率的作用依然顯著，納米炭黑摻入使得混摻混凝土的28d齡期之后的電阻率的穩(wěn)定性更好。

4結(jié)語(yǔ)

(1)相對(duì)于碳纖維，納米炭黑對(duì)混凝土的塌落擴(kuò)展度的影響更大。隨著納米炭黑的摻入量的增加，塌落擴(kuò)展度的損失也隨著增大。(2)摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．1%～0．2%的納米炭黑對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度的提高作用顯著，對(duì)混凝土的抗折強(qiáng)度的影響不大。摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．8%的碳纖維對(duì)混凝土的抗折強(qiáng)度的提高作用最明顯。(3)摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．1%～0．2%的納米炭黑對(duì)混凝土的電阻率有一定降低作用，且28d之后齡期的混凝土的電阻率較為穩(wěn)定。單摻碳纖維時(shí)，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)0．8%～1．0%的混凝土的電阻率有一個(gè)較大的電阻率的突降，可以認(rèn)為在0．8%～1．0%之間存在一個(gè)碳纖維導(dǎo)電摻量的下閾值。

作者：趙晶張長(zhǎng)福王岳華李繼野王進(jìn)京單位：大連交通大學(xué)土木與安全工程學(xué)院大連市建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院股份有限公司