摘要
装配式建筑的发展受制于交通运输成本及运输与施工过程中的额外损耗，导致装配式建筑推广效率低且效果不佳。以轻骨料取代普通骨料，混凝土获得自重小、降低运输成本等优点。将玻璃纤维掺入混凝土中，玻璃纤维混凝土（Glassfiberreinforcedconcrete,GFRC）具备韧性高、抗裂性能优异等优点。将二者结合将是一种理想的装配式建筑材料。然而，玻璃纤维轻骨料混凝土抗压强度稍低，难以满足承重构件的承载力要求。因此，以不同的方式掺入纳米二氧化硅（Nano-SiO2,NS），进一步改善玻璃纤维混凝土的力学性能。 为了研究轻骨料、玻璃纤维长度与玻璃纤维掺量之间交互作用对混凝土力学性能的影响（表观密度仍大于1950kg/m3），以这3个因素作为自变量，用不同水平掺入，采用响应面法中心表面复合设计，进行了GFRC的基本力学性能实验研究（抗压强度、劈裂抗拉强度），总结这3个自变量对混凝土力学性能影响规律，建立了2个响应（抗压强度、劈裂抗拉强度）与3个自变量的关系，并得到了最佳配合比。其次，将最佳配比作为后续试验的对照组，以3种不同的方式将NS掺入中GFRC，进行了抗压强度与劈裂抗拉强度试验，得到了改性后的最优组；最终，分别以对照组与改性后最优组的配合比各制作一根梁，并进行了梁三分点加载试验。通过上述研究得出以下结论： 1.以响应面法分析抗压强度发现，玻璃纤维长度和玻璃纤维掺量两因素之间的交互作用最强。以响应面法分析劈裂抗拉强度发现，玻璃纤维掺量与玻璃纤维长度交互作用不明显。轻骨料与玻璃纤维长度或玻璃纤维掺量之间的交互作用对抗压强度及劈裂抗拉强度影响不显著。 2.经过NS改性后的GFRC抗压强度最高可提高4.9MPa，提升了10%；其劈裂抗拉强度最高可提高了0.7MPa，提升了25%。通过改变掺入方式可以将NS靶向作用于玻璃纤维与骨料的表面，最大程度发挥了NS的优化界面作用，还减缓玻璃纤维侵蚀。改善掺入方式将提高界面纳米二氧化硅的浓度，充分发挥其改性作用。通过试验得出轻骨料混凝土未掺入NS前的最佳配合比与掺入NS后的最优组。 3.将梁2（NS改性后）与梁1对比发现极限弯矩提高了33%，两个梁的沿梁跨中截面高的平均应变基本符合平截面假设，为GFRC梁正截面受弯承载力的理论计算提供了有力的依据。
NETL