纳米颗粒对高性能水泥基复合材料抗冲磨性能的影响机制试验研究

发布时间：2024-01-30 17:22

　　我国作为水利大国,修建的水利工程设施遍布全国,而水工建筑物所面临的严重问题之一,是在高速水流挟沙的作用下对水工建筑物的冲磨破坏。为了改善水工建筑物的抗冲磨性能,增强其耐久性能,需要设计一种合适的混凝土在水工建筑物浇筑成型时既具有良好的抗冲磨性能。本文研究了纳米颗粒对混凝土抗冲磨性能的影响与作用机理,通过“水下钢球法”冲磨试验方法来评价混凝土抗冲磨性能。并通过XRD,SEM,水化放热试验和热重分析微观测试手段,研究了纳米颗粒对水泥水化的影响,进而讨论其对混凝土抗冲磨性能的影响作用机理,建立纳米颗粒-水泥浆体微结构-抗冲磨性能的相关关系。主要研究结论如下:1.通过研究掺纳米CaCO₃的混凝土抗冲磨性能,结合对水泥浆体和浆体-骨料界面过渡区微观结构的一系列微观测试结果分析了纳米CaCO₃对混凝土抗冲磨性能影响的作用机理。单掺0.5%,1.5%,2%的纳米CaCO₃均能提高混凝土物理力学性能和抗冲磨性能,在本次试验中,当掺量为1.5%时对抗冲磨性能提高效果最优,提高幅度为116.66%。纳米CaCO₃的掺入...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 纳米材料的特性与应用
        1.2.1 纳米材料的特性
        1.2.2 纳米材料的应用
    1.3 纳米颗粒对水泥基材料的研究现状
        1.3.1 纳米CaCO₃对水泥基材料的研究现状
        1.3.2 纳米SiO₂对水泥基材料的研究现状
    1.4 本文主要研究内容和目的
第2章 试验原材料与试验方法
    2.1 试验原材料
        2.1.1 水泥
        2.1.2 骨料
        2.1.3 高效减水剂
        2.1.4 纳米CaCO3

        2.1.5 纳米SiO₂

    2.2 试验方法
        2.2.1 混凝土的成型与养护
        2.2.2 抗压强度试验
        2.2.3 劈裂抗拉强度试验
        2.2.4 抗冲磨强度试验
        2.2.5 扫描电子显微镜试验(SEM)
        2.2.6 水化热试验
        2.2.7 X射线衍射分析试验(XRD)
        2.2.8 热重分析(TG/DTG)
第3章 纳米CaCO₃对水泥基材料性能影响与作用机理
    3.1 概述
    3.2 试件制备与养护
    3.3 试验结果与分析
        3.3.1 纳米CaCO₃对混凝土抗压强度影响
        3.3.2 纳米CaCO₃对混凝土劈裂抗拉强度影响
        3.3.3 纳米CaCO₃对混凝土抗冲磨强度影响
        3.3.4 纳米CaCO₃对水泥水化产物的影响
        3.3.5 纳米CaCO₃对水泥浆体水化放热影响
    3.4 本章小结
第4章 纳米SiO₂对水泥基材料性能影响与作用机理
    4.1 概述
    4.2 试件制备与养护
    4.3 试验结果与分析
        4.3.1 纳米SiO₂对混凝土抗压强度影响
        4.3.2 纳米SiO₂对混凝土劈裂抗拉强度影响
        4.3.3 纳米SiO₂对混凝土抗冲磨强度影响
        4.3.4 纳米SiO₂对水泥浆体水化放热影响
        4.3.5 纳米SiO₂对水泥水化产物的影响
    4.4 本章小结
第5章 复掺纳米CaCO₃和纳米SiO₂对水泥基材料性能影响与作用机理
    5.1 概述
    5.2 试件制备与养护
    5.3 试验结果与分析
        5.3.1 纳米CaCO₃和纳米SiO₂对混凝土抗压强度影响
        5.3.2 纳米CaCO₃和纳米SiO₂对混凝土劈裂抗拉强度影响
        5.3.3 纳米CaCO₃和纳米SiO₂对混凝土抗冲磨强度影响
        5.3.4 纳米CaCO₃和纳米SiO₂对水泥浆体水化放热影响
        5.3.5 纳米CaCO₃和纳米SiO₂对水泥水化产物的影响
    5.4 本章小结
第6章 VCCTL软件水化过程模拟
    6.1 VCCTL水泥水化软件简介
    6.2 计算机模拟结果可行性研究
    6.3 不同掺合方式的水化过程模拟
        6.3.1 掺纳米CaCO₃水泥水化过程模拟
        6.3.2 掺纳米SiO₂水泥水化过程模拟
        6.3.3 复掺纳米材料水泥水化过程模拟
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
附录1 :攻读硕士期间发表的论文



本文编号：3890280