刘元珍：基于核磁共振的不同玄武岩纤维含量混凝土力学性能及孔隙结构灰色建模研究
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Journal of Building Engineering
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Grey modeling study on mechanical properties and pore structure of concrete with different basalt fiber contents based on NMR
Wang K.; Wang W.; Guo Y.; Liu Y.; Duan P.; Shi W.; Liu Y.
Published：2024-07-15
DOI：10.1016/j.jobe.2024.109287
研究背景
在当今社会，建筑工程中的混凝土材料一直备受关注。然而，如何提高混凝土的强度和减少孔隙结构对其性能的影响一直是研究者们关注的焦点。一篇最新的研究发现，通过添加不同比例的巴索尔特纤维，可以改善混凝土的性能，这一发现引起了广泛关注。
研究内容
这项研究主要探讨了添加不同比例巴索尔特纤维的混凝土（BFRC）的强度和孔隙特征之间的关系，并建立了介观和宏观性质之间的联系。研究聚焦于不同纤维含量的BFRC，分析了八种掺和剂水平（范围从0%到0.35%）下的抗压强度、抗弯强度和劈裂抗拉强度。通过核磁共振（NMR）技术，获得了不同纤维含量的BFRC的T2谱，推导出孔隙分布曲线。此外，考虑到不同孔径比例的参数，论文深入分析了孔隙结构对BFRC特有的机械性能的影响，利用灰色关联分析。利用从GCA中得出的最佳孔隙结构参数来预测不同强度，本研究分别建立了三种强度的GM(1,3)预测模型。研究结果表明，巴索尔特纤维可以增强混凝土的强度。0.25%的巴索尔特纤维通过减少有害孔隙优化了BFRC的内部结构。总体孔隙参数与BFRC强度范围之间的综合关联显著，表明了强度与孔隙变化之间的显著关系。抗压强度与总孔隙率和无害孔隙比例最相关，而劈裂抗拉和抗弯强度与有害孔隙的分形维度和孔隙率以及总体和无害孔隙的相关性相关。基于从GCA中得出的最相关孔隙结构参数，开发了BFRC强度预测模型公式。这个计算公式在预测BFRC强度方面表现出很高的准确性，建立了一种从介观到宏观的定量关系，有效地指导了BFRC的生产和应用。
研究意义
这项研究的创新之处在于揭示了巴索尔特纤维对混凝土性能的影响，并建立了一种有效的预测模型，为混凝土材料的生产和应用提供了重要参考。这一发现对于改善建筑工程中混凝土材料的性能具有重要意义，为未来的研究和实践提供了有益的启示。
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