掺纳米二氧化硅高性能混凝土性能试验研究

摘要

通常采用降低水胶比，掺加矿物细掺料、化学外加剂的方法来配制高性能混凝土。本文着重研究掺纳米二氧化硅高性能混凝土的各项性能。 本文针对掺纳米二氧化硅高性能混凝土工作性、力学性能、自收缩、抗渗性、抗冻耐久性五方面展开深入的研究；同时还研究了超缓凝剂、引气剂对混凝土工作性、力学性能的影响。采用清华大学安明喆等人提出的测试自收缩的装置测试混凝土试件的自收缩；采用ASTMC1202-97方法对混凝土试件的抗渗性做出评价；采用ASTMC666-97(A)方法对混凝土试件的抗冻耐久性做出评价；并借助X-Ray和SEM等微观测试手段对胶凝材料净浆以及混凝土过渡界面处进行深入分析。最后，本文提出用BP神经网络预测混凝土抗冻耐久性系数的方法。 研究结果表明：掺入纳米二氧化硅能够降低混凝土的坍落度与扩展度；能够提高混凝土的早期抗压强度，对后期强度影响不明显；能够增大混凝土的自收缩应变；能够提高混凝土的抗Cl-渗透性和抗冻耐久性。X-Ray和SEM实验结果表明，纳米二氧化硅能够明显改善混凝土中骨料与浆体的过渡界面结构，从微观角度有力地证明了纳米二氧化硅对混凝土各项性能的影响。掺入引气剂能够提高混凝土的坍落度却能略微降低扩展度；能够降低混凝土各个龄期的抗压强度；能够明显降低混凝土的自收缩应变；提高混凝土的抗Cl-渗透性和抗冻耐久性，尤其是抗冻耐久性。超缓凝剂虽能降低混凝土的早期抗压强度，但对混凝土后期强度几乎无影响。本文提出的BP网络模型能够比较准确的预测混凝土的抗冻耐久性系数，预测结果与实测结果误差在5％以内。

目录

文摘

英文文摘

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1前言

1.1研究背景

1.2高性能混凝土

1.2.1高性能混凝土的定义

1.2.2高性能混凝土发展现状

1.3外掺剂对混凝土各项性能的影响

1.3.1矿物细掺料

1.3.2化学外加剂

1.4高性能混凝土研究方向

1.5研究内容与本文结构组成

2原材料与实验设计

2.1原材料

2.1.1水泥

2.1.2矿物细掺料

2.1.3化学外加剂

2.1.4粗细骨料及拌合用水

2.2试验设计

2.3试件制备与参考标准

2.3.1混凝土试件制备

2.3.2参考的标准规范

3超缓凝剂对高性能混凝土性能的影响

3.1超缓凝剂简介

3.2超缓凝剂的主要作用

3.3超缓凝剂对混凝土坍落度经时损失的影响

3.4超缓凝剂对混凝土抗压，劈裂抗拉强度的影响

3.5结论

4掺纳米二氧化硅高性能混凝土性能的试验研究

4.1掺纳米二氧化硅高性能混凝土的工作性与力学性能

4.1.1良好工作性的意义

4.1.2矿物细掺料改善混凝土工作性的机理

4.1.3矿物细掺料对混凝土力学性能的影响

4.1.4试验结果

4.1.5分析与讨论

4.1.6小结

4.2掺纳米二氧化硅高性能混凝土的自收缩

4.2.1“自收缩”的由来

4.2.2自收缩产生机理

4.2.3高性能混凝土的自收缩

4.2.4混凝土自收缩的研究方法

4.2.5实验结果

4.2.6分析与讨论

4.2.7小结

4.3掺纳米二氧化硅高性能混凝土的抗渗性能

4.3.1氯盐对混凝土结构的破坏作用

4.3.2混凝土的抗渗性

4.3.3提高混凝土抗Cl-渗透能力措施

4.3.4混凝土抗Cl-渗透试验方法

4.3.5试验数据处理

4.3.6试验结果

4.3.7分析与讨论

4.3.8小结

4.4掺纳米二氧化硅高性能混凝土的抗冻耐久性

4.4.1研究混凝土抗冻耐久性的意义

4.4.2混凝土受冻破坏形式

4.4.3混凝土受冻破坏机理

4.4.4抗冻耐久性试验方法

4.4.5试验结果

4.4.6分析与讨论

4.4.7小结

5微观物相分析

5.1微观物相分析的意义

5.2研究目的

5.3试验结果

5.3.1净浆本体的SEM结果

5.3.2混凝土过渡界面的SEM结果

5.3.3净浆本体的X-Ray数据

5.4分析与讨论

5.4.1净浆本体SEM图片

5.4.2混凝土过渡界面SEM图片

5.4.3净浆的XRD数据分析

5.5小结

6神经网络预测混凝土抗冻耐久性

6.1问题的提出

6.2 BP神经网络

6.2.1 BP网络简介

6.2.2 BP网络的选择

6.2.3训练参数的选取

6.3 BP网络预测结果

6.3.1原始数据

6.3.2 BP网络预测结果

6.4分析与讨论

7结论与展望

7.1研究成果

7.1.1主要的试验结论

7.1.2研究的创新之处

7.1.3尚存在的问题

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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