吴建成[1]2001年在《低水泥用量配制高性能混凝土的研究》文中进行了进一步梳理在耐久性问题普遍受到重视的情况下，如何提高普通强度混凝土的耐久性的研究就显得尤为重要。许多工程实例表明，28天抗压强度满足要求的混凝土，因为在设计时没有考虑到环境因素的影响或浇注、养护不当，而使得混凝土在使用过程中过早的劣化。高性能混凝土是在大幅度提高普通强度混凝土性能的基础上以耐久性设计作为主要指针的一种新型高技术混凝土。同时，高性能混凝土可以利用大量的矿物掺和料取代水泥，减少单方混凝土水泥用量。因此，对于环境保护和建筑业的可持续发展提供了一条崭新的道路。 本文阐述了在试验的基础上用较低的水泥用量配制高性能混凝土的方法，并对其力学性能和耐久性进行了研究。试验结果表明通过用磨细的矿物掺和料部分取代水泥配合高效减水剂，完全可以配置出28天强度满足要求而其它方面的性能优良的高性能混凝土。试验中发现，随着掺和料掺量的增加，水泥自身抗压比强度和掺和料火山灰效应对混凝土强度的贡献率都明显增加。高性能混凝土的后期强度发展明显高于普通强度混凝土。耐久性方面，普通强度混凝土的抗硫酸盐性能要比高性能混凝土差。掺入掺和料可以改善水泥浆体的结构，明显提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。通过调查发现，在空气污染严重的城市，酸雨对混凝土的侵蚀也是影响建筑物耐久性的主要因素之一。酸雨有可能造成硫酸盐侵蚀和酸侵蚀双重的危害。掺入磨细矿渣和石灰石粉对于混凝土抗酸侵蚀性能有较好的改善作用。并通过X射线衍射结果证实了试验结果。按照普通强度混凝土耐久性试验方法测得的不掺任何掺和料的混凝土抗加速抗碳化能力最好。但是高性能混凝土性能的评价方法与普通强度混凝土不同，该试验结果对于高性能混凝土抗碳化能力的评价值得探讨。掺和料的加入还可以减小混凝土早期的自收缩，减少高性能混凝土早期开裂的几率。
林远煌[2]2012年在《基于低水泥熟料的高性能混凝土低碳化配制技术研究》文中提出基于低水泥熟料的高性能混凝土低碳化配制技术是在所要求的混凝土强度和工作性条件下，综合考虑耐久性和经济性，并尽可能多地减少水泥中的熟料量，因为它可直接减少水泥生产用煤耗以及石灰石原料用量。另外混凝土中水泥掺量的降低可间接减少水泥熟料的掺量。在生产水泥或混凝土时由于熟料的减少或水泥掺量的降低就相对增加了各种工业废渣或固体废弃物掺量，既减轻了环境负担，也减少了能源消耗。本文创新点在于研究了助磨剂对不同熟料量的水泥品种及混凝土性能的影响；胶凝材料体系（含水泥熟料、水泥用混合材、混凝土用掺合料）与减水剂的相容性；混凝土配合比的设计结合了高性能混凝土配合比全计算法以及最新修订的混凝土配合比设计方法（JGJ55-2011普通混凝土配合比设计规程）；对基于低水泥熟料的高性能混凝土的碳排放量进行了计算，所采用的计算方法涵盖了水泥化学、水泥品种及掺合料比例的迭加效应。本文研究了外加剂对高性能混凝土用胶凝材料的影响，对由多种组分构成的不同配比的混凝土进行了工作性、强度、弹性模量以及氯离子扩散系数的试验研究。试验结果表明：1）助磨剂的掺入，不会影响水泥强度等级要求，但助磨剂掺量存在着一个最佳添加比率的问题，同一品种助磨剂对不同熟料量的水泥的适应性不尽相同。掺0.016%助磨剂的P.O42.5R水泥构成的胶凝材料体系（含40%矿物掺合料）与减水剂相容性好。掺0.02%助磨剂虽然能提高P.O42.5R水泥的强度，但由此构成的胶凝材料体系（含20%掺合料）与减水剂相容性不见得好，当矿渣粉与粉煤灰复配比例过大（4:6）时，无论使用何种水泥都会影响混凝土中胶凝材料与减水剂相容性。2）所配制的九组混凝土的都表现了良好的工作性并符合强度要求。初始坍落度和28天抗压强度分别满足180±20mm和≥C60。当混凝土初始坍落度增大，1h坍落度损失也较大。不同熟料比例的水泥品种无论是否含助磨剂，采用双掺技术制备的高性能混凝土只要配比合理是可以满足工作性要求的。水胶比是影响P.II42.5R和P.O42.5R水泥配制的混凝土强度的关键因素。3）随着掺合料的增加，混凝土熟胶比减小，P.O42.5R和P.II42.5R水泥配制的混凝土28天强度和弹性模量均出现增大的规律，但P.S.B42.5水泥配制的混凝土则出现相反的情况。4）叁种不同熟料量的水泥配制的混凝土，当矿物掺合料掺入比例逐渐增大时，氯离子扩散系数逐渐减小；此时所对应的水胶比也最小；另外，随着叁种混凝土60天强度的增长，混凝土的熟胶比逐渐降低，氯离子扩散系数也随之降低。通过对混凝土CO2排放量、成本、综合性能以及价值系数的分析，得出第9试验组的CO2排放最少且总功效系数最大，而第6试验组的配合比的成本最少，其价值系数（等于总功效系数与成本系数的比值）也最大，因此第6试验组配合比为最优配合比，即胶凝材料总量535.33Kg、P.O42.5R水泥（助磨剂掺量为0.016%）60%、矿物掺合料掺入量40%，矿渣粉与粉煤灰复配比例2:8、减水剂1.52%、水胶比为0.26、砂率为37%。
田建平[3]2006年在《高强高性能机制砂混凝土的配制及性能研究》文中认为随着我国基础建设的发展和对环境保护的重视,现有的天然砂已不能满足工程需要,使用机制砂已成为今后的发展趋势。机制砂在生产过程中,不可避免地要产生一定数量的粒径小于75μm的石粉,这是机制砂与天然砂最明显的区别之一。与天然砂相比,机制砂还有级配较差,细度模数偏大,表面粗糙,颗粒尖锐有棱角等特点。因此,工程界普遍对采用机制砂混凝土配制高强高性能混凝土心存疑虑,对其性能更是缺乏了解,导致机制砂在高强混凝土结构或一些重要部位的混凝土中应用受阻。 本文以C60机制砂高性能混凝土的配制和性能测试为基础,着重研究了石粉含量、泥粉含量对机制砂高性能混凝土工作性、强度、弹性模量、干缩及Cl扩散系数、抗冻等性能的影响规律,粉煤灰、矿渣粉掺和料在高石粉含量机制砂混凝土中的掺用与作用,以及石粉作掺和料对机制砂高性能混凝土和强度的影响等关键性问题进行了深入研究与评价。 实验结果表明:(1) 配制得当的机制砂高性能混凝土具有与天然砂高性能混凝土同样优异的性能;(2) 配制机制砂C60高性能混凝土时,机制砂中的石粉含量可由国标限值5%放宽至10.5%,且机制砂中的一部分石粉可以作为掺和料使用,其取代量大致为水泥用量的10%;(3) 石粉含量的高低对混凝土中粉煤灰的掺量影响作用不明显,只是在石粉含量超过10%时需对适当下调砂率以保障混凝土工作性;(4) 机制砂中泥粉含量高时,对混凝土的工作性、收缩和抗冻性能有害,应严格控制其含量。此外,根据机制砂的特点和机制砂高性能混凝土的特性,分别从砂率的选取、掺和料的掺量、假定容重、石粉极限含量等方面总结出了机制砂高性能混凝土配合比设计特点。
罗钰[4]2008年在《中低强度自密实混凝土配合比参数优化研究》文中认为本文从自密实混凝土组成与其工作性、强度以及收缩之间相互关系的分析入手,并结合考虑中低强度自密实混凝土的性能特点,着重探讨了水胶比、矿物掺合料掺量、骨料体积含量等参数对中低强度自密实混凝土的工作性、强度以及收缩等性能的影响,分析了中低强度自密实混凝土收缩与自由水损失率及相应浆体水化程度之间的相互关系。在此基础上,对中低强度自密实混凝土配合比参数进行了优化研究。研究结果表明:(1)混凝土拌合物的工作性和收缩是配制中低强度自密实混凝土的关键;(2)水胶比、粉煤灰以及粗细骨料体积含量对自密实混凝土的填充性、间隙通过性和稳定性有显着的影响;(3)自密实混凝土28d龄期抗压强度与其水胶比之间存在密切的相关性,由此本文提出了自密实混凝土的28d抗压强度与其组成参数之间的经验关系式;(4)水胶比增大,自密实混凝土的收缩值增加。随着粉煤灰掺量的增加,自密实混凝土的收缩值减小。自密实混凝土的自由水损失率随着龄期延长而增加,且水胶比增大,自密实混凝土的自由水损失率增大。相同条件下,粉煤灰掺量增加,其自由水损失率增大。随着龄期的增长,自密实混凝土自由水损失率越大,收缩也增大。自密实混凝土收缩与自由水损失率之间存在明显的相关性。(5)自密实混凝土的收缩随相应浆体化学结合水量的增加而增大。相同条件下,随着粉煤灰掺量的增加,水泥石的化学结合水量降低,混凝土的收缩降低;(6)基于中低强度自密实混凝土的工作性、强度、体积稳定性等方面的要求,初步确定了中低强度自密实混凝土的粗骨料体积分数范围宜在0.29～0.35之间,细骨料体积含量范围宜在0.28～0.35之间,水胶比宜小于0.42。
杨帆[5]2008年在《低水泥用量混凝土力学及耐久性能试验研究》文中研究指明当今世界水泥混凝土需求量的迅速增长,导致了水泥需求量的剧增,而水泥生产是以巨大的能源、资源消耗为代价,并造成严重的环境负荷。因此,最大程度降低普通混凝土中的水泥用量,并使混凝土满足耐久性要求的研究就显得尤为重要,也为环境保护和建筑业的可持续发展提供了一条崭新的道路。本文试验研究了水泥用量对混凝土的抗压强度、抗折强度、劈拉强度、弹性模量以及温升的影响规律,重点研究了低水泥用量混凝土的碳化性和抗氯离子渗透性能,结合理论计算对试验结果进行分析讨论,并采用微观和化学测试方法分析了砂浆和混凝土的孔隙液相碱度的变化规律,取得的主要成果如下:1、通过Ⅱ级粉煤灰与矿渣微粉复掺的方式降低水泥用量,可使复合净浆的标准稠度用水量增加,流动度减小,凝结时间延长。2、混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗折强度以及混凝土的内部温升均随水泥用量的减少而降低,水泥用量的降低对混凝土弹性模量影响不大。当胶凝材料总量为250kg/m~3,水泥用量占40%时,混凝土的28d抗压强度为33.6MPa。3、当混凝土中的水泥用量在100 kg/m~3～340kg/m~3范围内时,水泥用量的降低对混凝土碳化性能的早期影响比较显着,碳化在后期逐渐变缓。混凝土中的氯离子扩散系数随胶凝材料总量的减少而增大,但并不随水泥用量的减小而增大。当单方混凝土中的水泥用量为50kg/m~3时,混凝土的28d碳化深度为27mm,氯离子扩散系数为5.9×10~(-12)m~2/s,当水泥用量低于胶凝材料总量的40%或低于50 kg/m~3时,混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性均显着降低。4、水泥砂浆与混凝土中的孔隙液相碱度均随水泥用量的减少而降低,且随龄期增长而降低的幅度也更大,90d时混凝土pH最小值达到11.77。
曹盛明[6]2008年在《高性能机制砂混凝土的性能及应用技术研究》文中研究表明随着我国基础建设的发展和对环境保护的重视,现有的天然砂己不能满足工程需要,使用机制砂成为今后的发展趋势。特别在象重庆这样的砂资源严重匮乏地区,机制砂混凝土的研制及应用推广工作已经刻不容缓。本文依托重庆市应用研究项目《酉阳—武隆高速公路高标号(C30-C60)机制砂混凝土的应用技术研究》,针对重庆地区混凝土材料情况,以C60高性能混凝土为研究对象,研究了高性能机制砂混凝土配合比设计;石粉含量对高性能机制砂混凝土工作性、强度、弹性模量、收缩、徐变、抗渗性能、抗冻性能、抗碳化性能等的影响规律;矿粉、硅灰等掺和料对高性能机制砂混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响;以及高性能机制砂混凝土应用技术研究。主要取得了以下研究成果:(1)针对重庆混凝土材料情况,参照经典设计方法,结合前人经验和设计理论,可配制出具有优异性能的高性能机制砂混凝土;(2)通过试验研究,在配制C60高性能机制砂混凝土时,机制砂中的石粉含量可提高到7%左右,且机制砂中的石粉可用来取代水泥,取代量可达10%;(3)将矿粉和硅灰进行复合掺配时,在混凝土中表现出很好的迭加效应,显着地改善和提高了机制砂混凝土的力学性能和耐久性能;(4)如果注意高性能机制砂混凝土早龄期的保湿养护,其后期收缩性能可能好于天然砂混凝土。本课题的研究成果对酉武路的工程建设具有重要的指导意义,对机制砂混凝土的进一步研究具有很好的参考价值。
张吉松[7]2018年在《低水泥用量超高性能混凝土性能和可持续结构设计研究》文中研究表明超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC)作为一种新型结构材料,以超高强度(抗压强度大于120MPa)、极低的孔隙率和优异的耐久性能而闻名,具有极其广阔的应用前景。超高性能混凝土在配合比设计中剔除了粗骨料,因此每生产1立方米超高性能混凝土需要800～1100 kg水泥,是普通混凝土水泥用量的3～4倍。如此巨大的水泥使用量不仅在生产和应用环节释放了大量二氧化碳,而且消耗了极大的资源和能源,在某种程度上背离了我国节能减排和低碳可持续发展的基本原则。如何在大幅度减少水泥用量的前提下,能够生产出具备相同质量的超高性能混凝土,从而保障我国城市化建设工程对混凝土巨大用量的需求,是摆在我国科研工作者面前的一个重要课题。由于超高性能混凝土通常采用蒸汽和蒸压养护,在原材料中采用石英砂和石英粉,导致生产成本较高,降低超高性能混凝土的制备成本成为近年来研究另一热点。另一方面,目前导致超高性能混凝土没能广泛应用的原因之一,是缺乏结构尺度的设计方案比较和可持续的结构设计方法,与普通混凝土在结构尺度的设计比较,才能使超高性能混凝土在成本和碳排放方面的优势充分体现。因此,本文以优化配合比和颗粒级配为基础制备低水泥用量超高性能混凝土为第一目标,以低水泥用量超高性能混凝土性能研究和预测为第二目标,以普通混凝土、高强混凝土、超高性能混凝土(包含和未包含水泥替代材料)的设计方案比较和可持续的结构设计方法研究为第叁目标,开展了如下研究工作:1基于粒径分布、比表面积、颗粒形状等物理指标和氧化物构成、相构成和无定形含量等化学指标的分析,提出了一种替代水泥材料选择的基本方法,并且基于该方法对本文的低水泥用量超高性能混凝土进行水泥替代材料选择。同时从紧密堆积理论计算粒径分布入手,基于最紧密堆积Funk和Dinger方程对采用粉煤灰、石灰和稻壳灰替代水泥后的超高性能混凝土进行配合比设计,运用Excel Solver Tool进行编程,通过建立目标值,调整变量、设定约束和求解等手段,通过变换分布模量后进行验证,提出了 Funk和Dinger方程中适合低水泥用量的超高性能混凝土配合比设计的分布模量,经试验验证该方法和易性和力学性能最优。2采用常温养护方式和普通标准砂作为骨料,将粉煤灰、石灰、稻壳灰和硅灰按不同比例替代水泥(最比例高达50%)制备低水泥用量超高性能混凝土。采用控制扩展度反算减水剂需求量的方法研究了和易性;通过测量热释放速率、释放总热量和Ca(OH)2含量的方法研究了水化程度;利用氮气吸附法研究了低水泥用量超高性能混凝土的孔结构特征;采用SEM电镜扫描的方式分析了试件的微观结构形态;通过测定各组试件在7天、28天、90天和365天后的抗折和抗压强度,提出了力学性能最优的配合比例和两种替代材料混合后的水泥替代系数。基于试验结果,对粉煤灰、石灰和稻壳灰替代水泥的制备低水泥用量超高性能混凝土的各方面性能(和易性、力学性能、水化和孔结构)进行充分比较,给出设计建议。3基于试验结果,采用神经网络的方法,以Matlab作为平台,建立了反向传播的低水泥用量超高性能混凝土力学性能预测模型。模型采用11个输入变量,除了包含基本的水泥、水、砂、粗细骨料、水泥替代材料,减水剂,水灰比以外,创新性地采用当量水泥比例、细骨料比例和材料的最大粒径差(Dmax-Dmin)作为输入变量来提高预测的精度。通过将预测值与试验值的充分比较,预测结果采用均方误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和绝对的方差分数(R2)来评价模型的精确度。4基于Ontology和OWL语言编写程序的方法,以Protege为平台,Ontology Development 101规则开发了一种的可持续低水泥用量超高性能混凝土结构设计方法。将本文研制的叁种低水泥用量超高性能混凝土,联合普通混凝土(NSC)和高强混凝土(HPC)作为结构设计备选材料,采用CommonKAD方法建立知识库,利用SWRL语义规则模拟结构规范公式,通过建立等级(Classes)、定义关系(Relationship)和属性(Properties),将结构设计,可持续评价和成本叁方面的知识一体化。最后通过结构设计实例验证方法的有效性,在结构设计的同时产生框架结构的碳排放和成本等相关数据,为结构工程师多目标设计和决策提供了一种新思路和新方法。
李章建, 吕剑锋, 李昕成, 冷发光, 熊军[8]2006年在《机制砂和Ⅲ级粉煤灰配制低水泥用量C60高性能混凝土的试验和工程应用》文中认为针对C60大体积转换层的施工,在混凝土配比、水化放热等方面进行了试验研究,成功地配制出水泥用量为328kg/m3的机制砂C60高性能混凝土,并有效地控制了大体积高强混凝土的收缩变形和温度变形,解决了用机制砂、特细砂和Ⅲ级粉煤灰配制高性能混凝土以及减小高强混凝土的水化放热的问题。
沈晓钧[9]2008年在《特细砂高性能混凝土研究与应用》文中认为我国在经过近几十年的大规模基础工程建设后,中、粗砂资源无论从储量、质量、经济,或可持续发展的角度看,都已不能满足当今建设规模的需要。开发利用丰富的特细砂资源并将其应用于具体工程实践,从可持续发展的角度看有着深远的现实意义、社会意义和应用价值。本文在分析总结特细砂混凝土基本现状和前人研究成果的基础上,根据工程实践要求,通过(?)试验研究了砂率、水胶比、粉煤灰掺量和减水剂掺量对特细砂混凝土抗压强度的影响;在完成特细砂混凝土力学性能试验后,对其抗渗性进行了较为系统的试验分析;最后对特细砂混凝土在巴家咀水库中的应用做了分析研究,从解决的技术问题和获得的经济效益两方面论述了特细砂混凝土应用于巴家咀工程的可行性。通过本文的研究主要得到以下结论:(1)在其他条件不变时,随着砂率的增加,混凝土抗压强度先增大后减小。当坍落度为30～50mm时,砂率为17%时混凝土强度最高;当坍落度为90mm～110mm时,最佳砂率为19%。(2)特细砂混凝土的抗压强度随水胶比的增大而较小,与普通混凝土的水灰比规律相同。(3)随着粉煤灰掺量从15%增加到40%,特细砂混凝土抗压强度呈现下降趋势。(4)减水剂用量与粉煤灰掺量之间存在交互作用。当粉煤灰掺量固定时,随着减水剂掺量的增加,特细砂混凝土抗压强度呈现先增后减的趋势。当粉煤灰掺量为10%～15%时,减水剂用量0.5%最优;当粉煤灰掺量为20%～30%时,减水剂最优用量为0.75%。(5)在试验条件下,随着砂率的增长特细砂混凝土的相对抗渗系数逐渐减小,即其抗渗性逐渐增强,对试验选定的特细砂最优砂率为21%。(6)在本试验条件下,当粉煤灰的掺量小于20%时,特细砂混凝土的渗透系数随掺量的增加而减小,即抗渗性提高;当掺量达到20%时,特细砂混凝土的渗透系数达到最小,即抗渗性最高;当掺量超过20%时,特细砂混凝土的相对抗渗系数随掺量的增加而增大,即抗渗性降低。(7)在巴家咀水库除险加固工程中,通过配合比参数的选择和调整,成功配制出了满足该工程要求的特细砂混凝土,并且取得了较好的经济效益,可见特细砂混凝土在今后的工程建设中有着广阔的应用前景。
徐丽[10]2009年在《客运专线高性能混凝土全寿命配合比设计方法研究》文中研究表明与普通混凝土相比,高性能混凝土是以耐久性作为主要设计指标,在传统的工艺基础上,通过低水胶比,结合化学外加剂和矿物掺合料双掺技术获得的一种高技术混凝土。对于C30～C50等中强度等级混凝土在强度等级不提高的情况下,如何提高耐久性,延长其使用寿命,是混凝土研究的一个方向。本文以京沪高铁客运专线工程高性能混凝土为研究对象,研究适合高寿命混凝土结构用高性能混凝土材料配合比与配合比设计方法。通过大量试验,分析了各配合比参数与混凝土性能的关系,并提出了配合比优化设计方法。主要研究成果如下:(1)在综合考虑混凝土的强度、耐久性和工作性的前提下,通过优选混凝土原材料、优化胶凝材料用量、矿掺料掺量、水胶比和砂率等配比参数拟定高性能混凝土配合比;(2)进行了300多个配合比试验,分析了高性能混凝土配合比参数水胶比、矿掺比、砂率、胶凝材料用量对强度、耐久性、工作性的影响规律,并拟合出其相关方程;(3)大量的试验数据为Matlab进行中低强度高性能混凝土配合比设计的约束条件提供了依据,如水胶比、矿掺比、胶材总量、砂率的限制条件等,进一步精确了Matlab的优化结果;(4)在试验结果分析基础上,由拟合出的混凝土抗压强度与水胶比,抗压强度与矿掺比、水胶比,抗压强度与胶材总量、水胶比的关系方程,提出全寿命配合比设计方法;并由拟合出的电通量与配比参数的关系方程来检验配合比设计计算结果的合理性;本文的研究成果可为高性能混凝土的配合比设计提供指导,为相关标准和规程的进一步完善提供参考。
参考文献：
[1]. 低水泥用量配制高性能混凝土的研究[D]. 吴建成. 重庆大学. 2001
[2]. 基于低水泥熟料的高性能混凝土低碳化配制技术研究[D]. 林远煌. 广州大学. 2012
[3]. 高强高性能机制砂混凝土的配制及性能研究[D]. 田建平. 武汉理工大学. 2006
[4]. 中低强度自密实混凝土配合比参数优化研究[D]. 罗钰. 中南大学. 2008
[5]. 低水泥用量混凝土力学及耐久性能试验研究[D]. 杨帆. 中南大学. 2008
[6]. 高性能机制砂混凝土的性能及应用技术研究[D]. 曹盛明. 重庆交通大学. 2008
[7]. 低水泥用量超高性能混凝土性能和可持续结构设计研究[D]. 张吉松. 大连海事大学. 2018
[8]. 机制砂和Ⅲ级粉煤灰配制低水泥用量C60高性能混凝土的试验和工程应用[J]. 李章建, 吕剑锋, 李昕成, 冷发光, 熊军. 混凝土. 2006
[9]. 特细砂高性能混凝土研究与应用[D]. 沈晓钧. 西北农林科技大学. 2008
[10]. 客运专线高性能混凝土全寿命配合比设计方法研究[D]. 徐丽. 北京交通大学. 2009
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