复合纳米材料对混凝土动态力学性能的影响

制备了掺量为0.2％(以水泥质量为基准)的纳米Fe2O3(NF)、复掺纳米Fe2O3和纳米CaCO3 2种纳米材料(NFC)以及复掺纳米Fe2O3、纳米CaCO3和纳米SiO2 3种纳米材料(NFCS)的混凝土,之后采用直径100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置测试了养护龄期为28 d的3种混凝土在不同平均应变率等级下的动力特性并与普通混凝土(PC)进行对比研究.结果表明:准静态载荷下,复合纳米材料的掺入可有效调高混凝土的抗压强度;冲击载荷作用下,中低水平平均应变率时,NFC动态抗压强度最高,80 s-1时NFC比PC高31.6％,高水平平均应变率下NF动态抗压强度具有优势,在125 s-1时,NF比PC高16％;NF在冲击载荷作用下峰值应变具有显著优势,具有良好的变形性能;以比能量吸收作为韧性评价指标,在平均应变率为75 s-1和125 s-1时,NF比PC增幅达到66.6％和75.7％.通过SEM照片分析,纳米Fe2O3颗粒增大了水泥石密实度,进而改善了NF的强度和韧性;由压汞试验分析,纳米CaCO3颗粒在混凝土中,改善了水泥石孔隙结构.