复合纳米材料对混凝土动态力学性能的影响

来源：复合材料学报杂志2016年第3期北京时间：

作者：朱靖塞, 许金余, 白二雷, 罗鑫, 高原,

摘要：制备了掺量为0.2%(以水泥质量为基准)的纳米Fe₂O₃(NF)、复掺纳米Fe₂O₃和纳米CaCO₃ 2种纳米材料(NFC)以及复掺纳米Fe₂O₃、纳米CaCO₃和纳米SiO₂ 3种纳米材料(NFCS)的混凝土,之后采用直径100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置测试了养护龄期为28 d的3种混凝土在不同平均应变率等级下的动力特性并与普通混凝土(PC)进行对比研究。结果表明:准静态载荷下,复合纳米材料的掺入可有效调高混凝土的抗压强度;冲击载荷作用下,中低水平平均应变率时, NFC动态抗压强度最高, 80 s^-1时NFC比PC高31.6%,高水平平均应变率下NF动态抗压强度具有优势,在125 s^-1时, NF比PC高16%;NF在冲击载荷作用下峰值应变具有显著优势,具有良好的变形性能;以比能量吸收作为韧性评价指标,在平均应变率为75 s^-1和125 s^-1时, NF比PC增幅达到66.6%和75.7%。通过SEM照片分析,纳米Fe₂O₃颗粒增大了水泥石密实度,进而改善了NF的强度和韧性;由压汞试验分析,纳米CaCO₃颗粒在混凝土中,改善了水泥石孔隙结构。

关键词：纳米增强混凝土, 复合纳米材料, 纳米Fe₂O₃, 纳米CaCO₃, 动态抗压强度, 比能吸收, 微观物象,