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超高性能混凝土堆积密实度和火山灰效应量化研究

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目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 超高性能混凝土的定义和制备

1.2.1 超高性能混凝土的定义

1.2.2 超高性能混凝土的制备原理和途径

1.3 超高性能混凝土中的活性矿物掺合料

1.3.1 混凝土用矿物掺合料的分类介绍

1.3.2 高性能及超高性能混凝土中掺入矿物掺合料的作用

1.3.3 矿物掺合料的掺入方式及测试方式

1.4 国内外超高性能混凝土配制研究和发展现状

1.4.1 国外研究和发展现状

1.4.2 国内研究和发展现状

1.5 课题提出的理论基础

1.6 本文研究的主要内容

第2章 可压缩堆积模型和比强度法

2.1 可压缩堆积模型

2.1.1 可压缩堆积模型的相关简介

2.1.2 可压缩堆积模型的推导

2.1.3 多元颗粒体系的实际堆积密实度

2.1.4 可压缩堆积模型中各输入参数的确定

2.1.5 可压缩堆积模型的计算程序实现

2.2 比强度法

2.3 堆积密实度贡献值与堆积密实度贡献率

2.4 本章小结

第3章 试验原材料及试验方法

3.1 试验原材料及性能

3.1.1 水泥

3.1.2 矿物掺合料

3.1.3 骨料

3.1.4 高效减水剂

3.1.5 水

3.2 堆积密实度试验设计及方法

3.2.1 试验设计

3.2.2 各组成材料的相关参数试验及结果

3.3 混凝土性能测定及试验方法

3.3.1 试验设计

3.3.2 试验性能测试方法

3.4 试验结果

3.5 本章小结

第4章 单掺时堆积密实度与火山灰效应关系分析

4.1 矿物掺合料单掺时堆积密实度与抗压强度的分析与讨论

4.1.1 单独掺加硅灰时堆积密实度与抗压强度之间关系的分析

4.1.2 单独掺加粉煤灰或矿渣时堆积密实度与抗压强度之间关系的分析

4.2 矿物掺合料单掺时堆积密实度与火山灰效应分析

4.2.1 单掺硅灰时堆积密实度与火山灰效应分析

4.2.2 单掺矿物掺合料时堆积密实度与火山灰效应分析

4.3 本章小结

第5章 双掺时堆积密实度与火山灰效应关系分析

5.1 矿物掺合料双掺时堆积密实度与抗压强度的分析与讨论

5.1.1 水泥-粉煤灰-硅灰体系

5.1.2 水泥-矿渣-硅灰体系

5.1.3 不同水胶比下堆积密实度与抗压强度之间关系的分析与讨论

5.2 矿物掺合料双掺时堆积密实度与火山灰效应分析

5.3 本章小结

第6章 超高性能混凝土量化分析研究

6.1 堆积密实度与火山灰效应的关系拟合

6.1.1 单掺硅灰时堆积密实度贡献率与火山灰效应强度贡献率的拟合

6.1.2 双掺体系堆积密实度贡献率与火山灰效应强度贡献率的拟合

6.2 堆积密实度与抗压强度的关系拟合

6.3 超高性能混凝土配合比设计

6.3.1 配合比设计模型的建立

6.3.2 超高性能混凝土配合比设计实例

6.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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摘要

本文扼要介绍了可压缩堆积模型的理论基础和比强度法的基本原理,在现有的研究成果基础上,分析了不同水胶比和不同矿物掺合料掺量条件下,矿物掺合料的堆积密实效应和化学效应对超高性能混凝土硬化性能的影响;深入讨论了可压缩堆积模型应用于粉体颗粒体系堆积密实度计算时,堆积密实度与火山灰效应存在的某种关系;并通过数学工具将堆积密实度和火山灰效应进行了合理量化;最后通过实例,得出了超高性能混凝土配合比设计方法,为超高性能混凝土的配合比设计提供了一条有效的途径。取得了如下主要成果:
   (1)根据可压缩堆积模型计算的堆积密实度,可以数值化地反映混合料的堆积密实程度;为了能够建立堆积密实度与火山灰效应之间的关系,对堆积密实度进行了无量纲化,定义了堆积密实度贡献值和堆积密实度贡献率,并提出了相应的计算公式。
   (2)矿物掺合料单掺时,不论水胶比的变化,随着掺量的变化,其堆积密实度与混凝土的抗压强度具有相类似的变化趋势;且通过计算可知,硅灰在四种水胶比下,随着堆积密实度贡献值增大,其火山灰效应强度贡献率也随之增大,堆积密实度与火山灰效应具有相关性,且用堆积密实度量化火山灰效应是合理的。
   (3)在两个双掺体系中,矿物掺合料的堆积密实效应对超高性能混凝土硬化性能有重要影响,其堆积密实效应根据水胶比、矿物掺量和混凝土的龄期变化而发生变化。且不同水胶比下矿物掺合料的堆积密实度与火山灰效应强度贡献率具有相关性,用堆积密实度贡献率可以模拟不同水胶比下复合掺加矿物掺合料的火山灰效应强度贡献率的变化。
   (4)在不同水胶比下,无论是单掺硅灰体系还是双掺体系,都可以利用数学工具建立堆积密实度贡献率与火山灰效应强度贡献率之间的关系,从而可以通过混凝土的堆积密实度贡献率计算其火山灰效应强度贡献率的大小。
   (5)根据不同水胶比,不同矿物掺合料掺量下的混凝土堆积密实度贡献率和火山灰效应强度贡献率之间的数学关系,建立了超高性能混凝土配合比设计模型,并编制了MATLAB计算程序,通过实例进行了超高性能混凝土配合比设计,实现了通过可压缩堆积模型和比强度法来配制超高性能混凝土的目的。

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