纳米二氧化硅自密实道路混凝土弯曲疲劳性能研究

目的通过掺入纳米二氧化硅颗粒优化自密实道路混凝土配合比,改善其弯曲疲劳性能.方法以填充性能和28 d抗压强度为评价指标,设计L_9(3~4)正交试验优化混凝土初始配合比,选取4种配合比制备纳米改性自密实混凝土,进行四点弯曲疲劳试验,分别得到50%和95%存活率下基于两参数Weibull分布的概率疲劳方程,并借助SEM观察试件断面微观形貌.结果自密实道路混凝土取得最佳配合比时水胶比为0.26,纳米二氧化硅和硅灰分别占胶凝材料的质量分数为1%、10%;纳米二氧化硅颗粒掺量为1%的试件的疲劳性能最优,达到预估疲劳寿命2.0×10~6次时弯拉强度折减系数增大了1.4%～5.7%,且疲劳寿命对应力水平变化的敏感性降低了2.1%～9.8%;纳米颗粒具有物理填充效应并与水化产物发生二次反应生成低密度水化硅酸钙凝胶,填充内部微孔使结构更为致密.结论纳米二氧化硅能在一定程度上提升自密实道路混凝土的疲劳性能.