低水胶比偏高岭土混凝土强度和细观结构分形特征

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1、第40卷第8期煤炭学报Vol．40No．82015年8月JOUＲNALOFCHINACOALSOCIETYAug．2015刘红彬，鞠杨，彭瑞东，等．低水胶比偏高岭土混凝土的强度和细观结构的分形特征［J］．煤炭学报，2015，40(8):1820－1826．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2014．1375LiuHongbin，JuYang，PengＲuidong，etal．Strengthandfractalcharacteristicofmeso-structureofconcretewithmetakaolinandlowwater-binder

2、ratio［J］．JournalofChinaCoalSociety，2015，40(8):1820－1826．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2014．1375低水胶比偏高岭土混凝土的强度和细观结构的分形特征11，213343刘红彬，鞠杨，彭瑞东，肖凯璐，唐伟奇，盛星汉，马唯哲(1．中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京100083;2．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州221116;3．中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京100083，4．江苏常州市武进建筑设计院有限公司，江苏常州213100)

3、摘要:为探明低水胶比偏高岭土混凝土的力学性能，以及定量表征掺入偏高岭土后混凝土内部细观结构的变化规律，测试了不同偏高岭土掺量混凝土的抗压、劈裂和弯折强度;利用扫描电镜拍摄了混凝土水化产物微结构的SEM图像;运用分形理论计算分析了SEM图像的分形维数及其变化规律;并研究探讨了分形维数和强度的关系。研究表明:偏高岭土可以有效提高和改善混凝土的力学性能和细观结构;分形方法能够定量分析偏高岭土混凝土内部细观结构的变化特征，分形维数随着偏高岭土掺量的增加呈现降低趋势;抗压强度和分形维数存在良好的指数负相关性，抗压强度随分形维数的增大而减小。关键词:低水胶比;偏高岭土混凝土;强度

4、;细观结构;分形中图分类号:TU528文献标志码:A文章编号:0253－9993(2015)08－1820－07Strengthandfractalcharacteristicofmeso-structureofconcretewithmetakaolinandlowwater-binderratio11，213343LIUHong-bin，JUYang，PENGＲui-dong，XIAOKai-lu，TANGWei-qi，SHENGXing-han，MAWei-zhe(1．StateKeyLaboratoryofCoalＲesourcesandSafeMining，

5、ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，China;2．StateKeyLabo-ratoryforGeomechanicsandDeepUndergroundEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China;3．SchoolofMechanicsandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，

6、China;4．ChangzhouWujinArchitectureDesignCo．，Ltd．，Chang-zhou213100，China)Abstract:Toinvestigatetheeffectoffivedifferentmetakaolinvolumetriccontentsonthestrengthofconcretewithlowwater-binderratio，andquantitativelycharacterizethevariationsofmeso-structuresofconcrete，thecompressivestrength，

7、splittensilestrengthandflexuraltensilestrengthweretested，andthemeso-structureofconcretehydrationproductswerecapturedbythescanningelectronmicroscope(SEM)．Thefractaldimensionofthesurfaceandthevari-ationsofconcretehydrationproductswerecalculatedbasedonfractaltheory，andtherelations