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摘要
目的:1.通过添加纳米级粘土以调节超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)的微观结构,从而提高其抗渗性能。2.研究不同用量的纳米级粘土对UHTCC的力学性能、裂纹形态、孔结构、孔隙率及渗透性的影响规律,并阐释其抗渗机理。创新点:1.通过控制纳米级粘土的掺量,在不明显降低抗压强度的前提下,明显改善UHTCC的抗渗性能;2.通过综合分析孔结构、试件受弯裂缝和跨中挠度等,揭示粘土掺量对UHTCC的力学性能及抗渗性能的影响规律。方法:综合利用轴压试验、四点弯曲试验、抗渗试验、压汞试验和扫描电镜微观观测,系统分析纳米粘土用量对UHTCC的抗压强度、弯曲性能、孔结构及抗渗性能的影响,并尝试阐明抗渗性能提升机理。结论:1.添加质量分数为1%的纳米级粘土对UHTCC的抗压强度几乎没有影响;超过该用量,材料的抗压强度将随粘土用量的增加而逐渐降低;当纳米级粘土的添加量从0%增加到6%时,弯曲强度从约10 MPa降低到约6 MPa,但所有UHTCC的最大跨中挠度基本相同,约为5mm,说明适当掺量的纳米级粘土不会降低UHTCC的弯曲变形能力。2.添加了1%纳米级粘土的UHTCC的孔隙率最小(为31.75%),阈值孔径为183.13 nm,抗渗压力最大(为1.8 MPa),且渗透时间最大(为19 h);其优异的抗渗性能可归因于纳米级粘土的填充和异质形核效应。3.分散良好的纳米级粘土薄片使水分子渗透路径变得曲折,从而延长了渗水路程,但过量的纳米级粘土(>2%)会导致纳米团聚,并形成团簇缺陷,从而恶化抗渗性能。
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