纳米SiO2和聚丙烯纤维水泥混凝土强度研究

何东坡 史 贺

(东北林业大学土木工程学院,黑龙江 哈尔滨 150040)

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水泥混凝土路面存在抗弯拉强度不足、刚性过大和脆性过高等缺点，在车辆行车荷载作用下，很容易遭到损坏，给道路的正常运营造成重大的损失，因而限制了在部分公路中的应用[1]。因此，提高水泥混凝土路面的各方面性能迫在眉睫，采用新材料、新工艺提升路面混凝土性能、拓展水泥混凝土路面应用领域具有重要意义。

近年来，纳米技术和纳米材料正在成为工程行业的关键角色，添加各种材料来改善水泥混凝土性能的研究较为广泛[2]。Nili[3]和Genady Shakhmenko等[4]研究发现纳米SiO2对水泥基后期强度提高作用不大，但能显著增强水泥基的早期强度。Sivasankaran U等[5]研究了纳米SiO2如何改善粉煤灰混凝土整体强度性能，结果表明添加1%的纳米SiO2和25%的粉煤灰混凝土压缩强度增加，极限拉伸强度增加了28%。

聚丙烯纤维对混凝土可以减小混凝土内部的细微裂纹和由于早期收缩裂缝产生的应力集中，因此学者们对聚丙烯纤维展开了大量研究。Makita等[6]通过静载试验和落锤试验发现聚丙烯纤维混凝土的抗冲击性能及残余延性能够得到明显地增强。Piroti等[7]研究了水灰比对聚丙烯纤维增强的纳米SiO2混凝土的机械性能的影响，结果表明，随着水灰比从0.50降至0.30，混凝土的机械性能均得到改善，使用聚丙烯纤维,混凝土28 d的拉伸强度、弯曲强度和耐磨性分别提高了22%，40%和27%。单景松等[8]研究表明纤维的掺量及长度变化对透水混凝土各性能的影响不同，可根据实际受力状态和功能要求综合确定纤维参数，建议纤维长度范围取12 mm～18 mm、掺量取1.0 kg/m3～1.5 kg/m3。……