公共设施用自发光混凝土性能研究

《Scientific Reports》：Investigation on the properties of self-illuminating concrete for public facilities

　　

摘要

本研究调查了用夜光（GITD）云母磷光粉增强自发光混凝土的特性。调查内容涵盖抗压（\(\:{f}_{c}\)）、抗折（\(\:{f}_{f}\)）、劈裂抗拉（\(\:{f}_{sts}\)）强度、密度、弹性模量（E）、光照度、应力 - 应变、损伤和劈裂路径因子。制备了 64 个尺寸为 100 × 100 × 100 mm3 的混凝土立方体，20 个直径 150 mm、高度 300 mm 的混凝土圆柱体，以及 64 个尺寸为 400 × 400 × 40 mm3 的混凝土板试样。将 GITD 云母磷光粉以 6%、9% 和 12% 的浓度掺入混凝土中。不同 GITD 云母百分比和养护期内，混凝土立方体的密度变化很小。28 天时，SIC1 至 SIC4 的 \(\:{f}_{c}\) 分别为 29.1、28.2、26.4 和 25.1 MPa，相应的 \(\:{f}_{f}\) 分别为 2.8、2.8、2.5 和 2.4 MPa。平均发光量随着 GITD 云母百分比的增加而增加，SIC4 的发光水平最高（4.23 lx）。第 28 天，SIC1 具有最高的 E（23946.12 Pa）。SIC1 的 \(\:{f}_{sts}\) 最高，分析值和实验值分别为 2.27 MPa 和 3.12 MPa，而 SIC4 的 \(\:{f}_{sts}\) 最低，分析值和实验值分别为 2.1 MPa 和 2.2 MPa。SIC1 边缘处的最大应力最高，为 29.6 MPa，最大应变为 0.005912，而 SIC4 的最大应力最低。SIC1 具有最高的最大损伤（0.621294），而 SIC2 具有最低的最大损伤（0.512011），以及劈裂路径因子（SIC1 为 0.604698，SIC2 为 0.512011）。在混凝土中掺入 GITD 云母磷光粉增强了其自发光特性，而不会显著损害其结构完整性。