【碩士】硅粉混凝土配合比優(yōu)化的研究

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　　【碩士】硅粉混凝土配合比優(yōu)化的研究　　學(xué)科專業(yè)： 施工工程 　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：東北林業(yè)大學(xué)　　學(xué)位年度：2007　　 硅粉是一種高效的活性摻合料，能夠顯著提高混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性，抗凍性和耐久性。硅粉混凝土的特性得到人們的重視，硅粉混凝土被廣泛應(yīng)用到水利水電工程、建筑工程、公路工程和橋梁工程等。目前我國寒區(qū)水利工程亟需大量優(yōu)質(zhì)的材料以改善混凝土的抗凍性和耐久性。摻入硅粉是解決混凝土抗凍性和耐久性問題的有效措施之一。硅粉混凝土作為一種新型的高性能混凝土，適于在高寒地區(qū)的水利工程和公路路面工程的需要，其應(yīng)用前景十分廣闊。硅粉混凝土配合比優(yōu)化的研究具有重要的學(xué)術(shù)意義、有著廣泛的工程應(yīng)用價值?！　? 在使用硅粉混凝土?xí)r，首先需要進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計，以滿足工程對混凝土性能的要求。同時根據(jù)不同地區(qū)的環(huán)境條件，合理地選擇水泥等膠體品種、適宜的骨料(砂、石料)以及其它組成材料，包括摻合料與外加劑的選擇。本論文結(jié)合黑龍江省科技攻關(guān)項目，采用試驗的方法，研究了水膠比和硅粉摻量等參數(shù)對硅粉混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、超聲波脈沖速度、抗?jié)B性和抗凍性的影響，從而確定不同要求情況下，硅粉的最優(yōu)摻量。根據(jù)試驗結(jié)果建立回歸方程，以便于硅粉混凝土的配合比設(shè)計。主要進(jìn)行了以下研究：　　 1．通過對三種常用規(guī)格硅粉混凝土試塊抗壓強(qiáng)度的試驗分析，得到了15Gram iF方體標(biāo)準(zhǔn)試塊的抗壓強(qiáng)度小于lOOmm的正方體試塊測得的抗壓強(qiáng)度。直徑100 mm高200mm的圓柱體試塊的抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果，較標(biāo)準(zhǔn)試塊小很多。對不同水膠比、不同硅粉摻量的混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了討論，研究結(jié)果指出：當(dāng)水膠比在一定范圍內(nèi)時，摻入硅粉都能明顯提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。硅粉摻量小于25％時，硅粉混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著硅粉摻量的增加而增大，而當(dāng)硅粉摻量超過25％后，再繼續(xù)加入硅粉，硅粉混凝土的抗壓強(qiáng)度反而下降，所以最優(yōu)的硅粉摻量不是固定?！　? 2．采用試驗的方法，評價了水膠比和硅粉摻量對混凝土抗拉強(qiáng)度的影響。摻入硅粉可以明顯提高混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度和抗彎抗拉強(qiáng)度，但是過高摻量的硅粉會使混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度和抗彎抗拉強(qiáng)度下降。在試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，建立了混凝土抗拉強(qiáng)度回歸方程，通過公式計算結(jié)果與試驗結(jié)果的比較，獲得的公式結(jié)果比較精確?！　? 3．基于試驗，研究了水膠比和硅粉摻量對硅粉混凝土抗?jié)B性能的影響。研究表明：硅粉能夠有效地提高混凝土的抗?jié)B性，開始混凝土抗?jié)B性能隨著硅粉摻量的增加而提高，當(dāng)硅粉摻量為最優(yōu)時，硅粉混凝土的抗?jié)B性能最好，硅粉摻量再增加，抗?jié)B性能反而下降?！　? 4．通過硅粉混凝土超聲波測強(qiáng)試驗，分析了水膠比和硅粉摻量的變化對超聲波脈沖速度的影響。超聲波脈沖速度隨著硅粉摻量的增加而交慢，水膠比增大，超聲波脈沖速度變慢，水膠比為O．2時，超聲波脈沖速度最快。根據(jù)超聲波脈沖速度試驗結(jié)果建立了超聲波脈沖速度的回歸方程。方程可精確地計算超聲波脈沖速度。根據(jù)對超聲波脈沖試驗結(jié)果和抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果的對比分析，按水膠比分段給出了抗壓強(qiáng)度的回歸方程，對應(yīng)不同的水膠比，硅粉混凝土抗壓強(qiáng)度與超聲波脈沖速度之間的相關(guān)方程是不同的。依據(jù)超聲波脈沖速度擬合得到的硅粉混凝土抗壓強(qiáng)度值精確，誤差在實際工程允許范圍內(nèi)。　　 5．通過試驗探討了水膠比和硅粉摻量對硅粉混凝土干縮性能的影響，硅粉混凝土初期收縮應(yīng)變隨著硅粉摻量增加而增大，當(dāng)硅粉摻量為10％時，收縮應(yīng)變達(dá)到最大值，如果硅粉摻量再增加，收縮應(yīng)變迅速減小?；炷恋母煽s變形主要發(fā)生在第1周以內(nèi)，28天附近試件干縮變形量基本穩(wěn)定。在進(jìn)行硅粉混凝土干縮性試驗分析的同時，研究了水膠比和硅粉摻量對混凝土重量損失的影響。得出了水膠比為0．2和0．25時，硅粉混凝土的重量損失較普通混凝土小。水膠比大于0．3時，硅粉混凝土的重量損失較普通混凝土大，且硅粉摻量為10％時，混凝土重量損失最大?！　? 6．為了分析外加劑、硅粉摻量和水膠比對混凝土抗凍性能的影響，進(jìn)行了硅粉混凝土凍融試驗研究。根據(jù)凍融試驗結(jié)果，提出了抗凍耐久性指數(shù)DF的回歸方程。加入減水劑和引氣劑能夠在一定程度上提高混凝土的抗凍性能，但相對于硅粉摻量和水膠比，減水劑和引氣劑對混凝土的抗凍性影響較小。加入硅粉可明顯提高混凝土的抗凍性能。其中以硅粉摻量為10％的混凝土尤為明顯，抗凍耐久性指數(shù)DF均大于O．4；當(dāng)水膠比為0．3和0．35時，抗凍耐久性指數(shù)DF大于0.6?；炷恋目箖鲂蚤_始隨著硅粉摻量的增加而提高，然后隨著硅粉摻量的增加而降低?！　?

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