【摘要】：綠色高性能混凝土的生產(chǎn)與應用是當今預拌混凝土行業(yè)研究的重要方向。城鎮(zhèn)化進程的推進和大型以及超大型工程的建設對混凝土的質(zhì)量和性能提出了更高的要求。因此,研究探索一種適應當今建筑工程發(fā)展且普遍適用的配合比設計方法是新時代的選擇。傳統(tǒng)的混凝土配合比設計方法多為經(jīng)驗性的公式和表格,忽略了最大密實度理論對改善混凝土各項性能的重要性。另外,國內(nèi)外眾多學者提出的配合比設計方法大多需建立復雜的模型,像顆粒粒型模型和漿體平均厚度模型等,難以應用于混凝土的生產(chǎn)之中。本文以最大密實度理論為基礎,將混凝土分為骨料和膠凝材料兩大體系,通過理論研究和試驗分析相結合的方法,得到相對密實的兩種材料體系。在此基礎上,提出了漿體體積富余系數(shù)這一概念,通過試驗研究了富余系數(shù)對混凝土各項性能的影響規(guī)律,得到可以平衡混凝土各項性能之間矛盾的最優(yōu)漿體體積富余系數(shù)取值區(qū)間,結合絕對體積法建立了一種新的混凝土配合比設計方法。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)對國內(nèi)外現(xiàn)有混凝土配合比設計方法進行研究分析。以最大密實度理論為基礎,以組成混凝土的骨料體系和膠凝材料體系為載體,分析總結了骨料級配優(yōu)化方法和改善膠凝材料體系堆積密實度的計算模型。(2)歸納了骨料級配優(yōu)化方法和顆粒篩分標準。以往的級配優(yōu)化是將粗、細骨料分開進行,很少將其作為骨料體系進行整體篩分。對機制砂和粗骨料以及混合骨料的級配進行篩分優(yōu)化,使骨料各粒徑對應的篩余量滿足規(guī)范要求,提高了顆粒的堆積密實度,得到級配連續(xù)性較好的骨料體系。試驗結果表明,用級配優(yōu)化后的骨料進行0.45、0.40、0.35三種水膠比混凝土試配,混凝土坍落度指標分別提高了14.2%、9.8%、13.1%,28d強度分別提高了7.3 MPa、8.1 MPa、5.4 MPa。(3)以TOUFAR顆粒堆積密實度模型為基礎,計算分析了礦物摻和料摻量對多元膠凝材料體系堆積密實度的影響規(guī)律。結合試驗結果,驗證了模型計算的科學性,得到了使多元膠凝材料顆粒堆積較為密實且堆積結構相對穩(wěn)定的粉煤灰和礦粉摻量,分別為20%和25%。另外,文章以漿體密度和含氣量為切入點通過試驗驗證了粉煤灰和礦粉的最優(yōu)摻量。(4)研究漿體填充密實骨料空隙后富余的體積量對混凝土性能的影響可將漿骨比問題定量化分析。提出漿體體積富余系數(shù),用以描述單位體積混凝土中漿體與骨料體積平衡的狀態(tài)。試驗設計了0.45和0.35兩種水膠比的混凝土,研究了漿體體積富余系數(shù)對混凝土工作性、抗壓強度、體積穩(wěn)定性和耐久性等性能的影響規(guī)律。并得到了0.45和0.35兩種水膠比混凝土的最優(yōu)漿體體積富余系數(shù)取值區(qū)間分別為(0.21,0.27)和(0.58,0.65),建立了基于漿體體積富余系數(shù)的混凝土配合比設計方法。
【圖文】：

1.1 研究背景近年來，由于城鎮(zhèn)化進程的加速，我國加大了對基礎設施建設的投資、加快了住房制度改革和居民住宅建設。另外，以 八縱八橫”的高速鐵路網(wǎng)、高速公路網(wǎng)為代表的的中國路；以港珠澳大橋、青島膠州灣跨海大橋等為代表的中國橋；以舟山港、蘇州港和天津港等為代表的中國港，一批大型以及超大型工程的建設，，為混凝土行業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的市場。同時，也對預拌混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量和性能提出了更高的要求[1-8]，如圖 1.1�；炷恋馁|(zhì)量和性能直接影響著人民群眾的人身財產(chǎn)安全和國家經(jīng)濟的健康可持續(xù)發(fā)展，除原材料質(zhì)量外，組成混凝土各組分的用量和比例是決定混凝土質(zhì)量和性能的關鍵因素。因此，加強對混凝土原材料的質(zhì)量控制、深入對混凝土配合比和性能的試驗研究對適應現(xiàn)代建筑工程行業(yè)的發(fā)展至關重要，為實現(xiàn)新世紀各大圓夢工程提供技術支持。

求[1-8]，如圖 1.1�；炷恋馁|(zhì)量和性能直接影響著人民群眾的人身財產(chǎn)安全和國家經(jīng)濟的健康可持續(xù)發(fā)展，除原材料質(zhì)量外，組成混凝土各組分的用量和比例是決定混凝土質(zhì)量和性能的關鍵因素。因此，加強對混凝土原材料的質(zhì)量控制、深入對混凝土配合比和性能的試驗研究對適應現(xiàn)代建筑工程行業(yè)的發(fā)展至關重要，為實現(xiàn)新世紀各大圓夢工程提供技術支持。圖 1.1（a） “復興號”高速鐵路 圖 1.1（b） 港珠澳大橋
【學位授予單位】：煙臺大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

【參考文獻】

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本文編號：2588844