纳米二氧化硅增强钢纤维混凝土力学性能的综合研究

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钢纤维增强混凝土（SFRC）具有韧性好、抗裂性强、抗冲击性能优异等特点。纳米二氧化硅能提高混凝土的强度、耐久性和工作性。本研究探讨了纳米二氧化硅与钢微纤维复合作用对混凝土力学性能的影响，即掺纳米二氧化硅的钢纤维增强微混凝土（MRFAIN）。研究目的是确定不同掺量纳米二氧化硅和钢微纤维对MRFAIN新拌性能、力学强度和力学性能的影响规律。试验配置包含水泥、砂、水、高效减水剂、纳米二氧化硅（0-2%）和钢微纤维（体积比0-2%）。28 d龄期测试的力学性能指标包括抗压强度、抗折强度、弹性模量和断裂能。研究表明：钢微纤维的加入降低了混凝土的工作性，但显著提升了强度和延性；纳米二氧化硅对抗压强度影响不一致，但能增加抗拉强度。最优配比为纳米二氧化硅1%、钢微纤维2%，此时抗压强度达122.5 MPa、抗拉强度25.4 MPa、弹性模量42.7 GPa。纳米二氧化硅与钢微纤维的协同作用显著增强了钢纤维混凝土的力学性能，具有减少建筑废弃物和污染的潜力。后续研究可进一步优化MRFAIN中纳米二氧化硅与钢微纤维的配比。

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