【摘 要】
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超高性能混凝土（Ultra-high-performance-concrete,UHPC）是一种具有高强、高韧性以及优异耐久性的新型水泥基复合材料,是高性能建筑材料研究领域中的一大研究热点,在结构应用方面具有广阔的前景。针对UHPC中钢纤维分布不均匀、纤维-基体界面薄弱的核心问题,本文基于颗粒紧密堆积理论,对超高性能混凝土的骨料及胶凝材料级配进行多尺度的系统性设计,并在此基础上掺入纳米氧化石墨烯片
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超高性能混凝土（Ultra-high-performance-concrete,UHPC）是一种具有高强、高韧性以及优异耐久性的新型水泥基复合材料,是高性能建筑材料研究领域中的一大研究热点,在结构应用方面具有广阔的前景。针对UHPC中钢纤维分布不均匀、纤维-基体界面薄弱的核心问题,本文基于颗粒紧密堆积理论,对超高性能混凝土的骨料及胶凝材料级配进行多尺度的系统性设计,并在此基础上掺入纳米氧化石墨烯片（GO）,对UHPC纤维-基体界面性能进行综合优化改性,并同时结合UHPC浆体流动方向调控技术改善钢纤维的取向分布状态,研究GO复合改性与钢纤维取向分布协同作用对UHPC性能的影响及其影响机制,本文主要结论如下:（1）在三区间的石英砂堆积密度最大（1806kg/m~3）;水胶比0.18,砂胶比为0.9-1.1时,UHPC具有相对最优异的流动性能,水化硬化后的综合力学性能指标对水胶比变化的敏感程度较低;在此基础上复合0.03%GO,对UHPC基体蒸养后的抗折强度有显著的提升作用,当GO掺量超过0.03%时,UHPC基体的含气量提高、扩展度降低,其综合力学性能呈现降低的趋势。（2）XRD测试结果表明GO加快了UHPC早期的水化速率;抗渗性测试结果表明GO改善了UHPC后期基体的密实程度,降低氯离子的渗透;基于单丝拉拔试验以及微观测试的纤维-基体界面作用研究,结果表明GO的复合引入有利于提升UHPC内部纤维与基体的界面摩檫力,从而改善了以抗弯性能为主的UHPC综合力学性能;GO用量增加,UHPC的力学性能逐渐提高,而纤维体积掺量提高,GO复合改性UHPC的效果变得不明显。（3）调控纤维的取向分布能够显著提高UHPC的抗折强度,顺向分布纤维体积掺量在1.5%时组抗折强度超过2%掺量随机分布UHPC。在此基础上复合GO,考虑两者的协同作用,0.03%GO复合顺向分布1.5%纤维UHPC与对照组相比抗折强度增长率达55.76%;试件断面采用数字图像处理,试验结果表明调控UHPC浆体的流动方向较好的改善了纤维在基体中的取向分布状态,GO对断面图像的影响可以忽略。（4）冻融循环试验表明:在UHPC体系中复合GO能够有效的降低动弹性模量损失率,减少冻融循环后UHPC的力学性能损失;顺向分布1.5%掺量UHPC与随机分布2%掺量UHPC在冻融循环试验中差异不大。
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