纳米CaCO_(3)增强混凝土抗压强度分析及细观数值模拟研究

摘要

为了探究纳米CaCO_(3)对混凝土力学性能的影响规律,试验取掺量分别为0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%的纳米CaCO_(3),分析不同掺量的纳米CaCO_(3)对不同龄期混凝土抗压强度的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)对纳米CaCO_(3)增强混凝土的微观结构进行分析,然后基于随机骨料模型结合内聚力本构关系,在细观层次上分析纳米CaCO_(3)对混凝土力学性能的影响,将试验与模拟结果进行对比,验证模型的正确性与适用性。结果表明:纳米CaCO_(3)的掺入可以提高混凝土的抗压强度,但并非掺量越高越好,最优掺量为2.0%,3、7、14、28 d龄期抗压强度增长率分别为3.93%、5.21%、4.99%、7.84%;采用SEM分析表明,纳米CaCO_(3)的掺入可以减少混凝土内部的裂缝和孔隙,改善混凝土的微观结构。试验与数值模拟结果具有良好的一致性,各组工况相对误差均在10%以内。