稻壳灰高性能混凝土耐久性能试验研究

摘要

建筑材料改革与建筑节能已成为我国的基本国策，研制满足国家建筑节能规范的新型结构材料，已成为材料科研工作者的使命。发展绿色环保的高性能耐久的混凝土，是通过不断外掺添加剂和混合材料来开发研究的。由于我国的稻谷生产量大，其年产的谷壳可达三千多万吨，从开发绿色保温隔热混凝土、减少环境的污染、提高稻壳灰利用率的多重要求出发，研究开发稻壳灰高性能混凝土成为当今的新型课题。稻壳灰水泥混凝土不仅可作为渠道衬砌材料使用，而更能作为一种绿色环保保温材料使用。外掺稻壳灰不但能提高混凝土自身密实度，还在一定程度上节约水泥。根据稻壳灰不同的性能，开发研究新型绿色环保混凝土是目前研究的一大热点，同时也具有显著的经济效益、环保效益，对支持地方经济发展有重要意义。
　　本文以稻壳灰对混凝土性能的影响规律作为主要研究目的，通过正交试验，研究了稻壳灰掺量、水胶比、砂率等五个因素对混凝土性能的影响，优选了水胶比、砂率及稻壳灰、粉煤灰和硅灰的掺量。以基准组作为比较对象，研究了优选组、单掺稻壳灰组对混凝土抗压强度、导热性能、抗渗防冻等性能的影响规律。
　　主要研究结果如下:
　　(1)通过正交试验，对稻壳灰混凝土优选出了最优配比A3B3C3D2E2(∶)水灰比0.4，稻壳灰掺量18％，粉煤灰掺量15％，砂率为40％，硅灰掺量3％，混凝土抗压强度能达到68.03MPa，满足95％的强度保证率，且最优配合比下的混凝土工作性能、力学性能及耐久性良好。
　　(2)正交试验的结果表明:在标准养护下，水胶比、稻壳灰掺量等各因素对混凝土28d抗压强度的影响显著性顺序为:A（水胶比）＞E（硅灰）＞C（粉煤灰）＞B（稻壳灰）＞D（砂率）;对28d抗拉强度影响的显著性顺序为:A＞C＞D＞E＞B;对28d拉压比影响的显著性顺序为:A＞C＞D＞E＞B;而在干燥养护条件下，各因素对混凝土28d抗压强度的影响显著性顺序为:E（硅灰）＞A（水胶比）＞C（粉煤灰）＞B（稻壳灰）＞D（砂率）;对28d抗拉强度影响的显著性顺序为:A＞E＞C＞B＞D;对28d拉压比影响的显著性顺序为:C＞A＞B＞D＞E。
　　(3)混凝土导热系数测定透试验表明:标养条件下，基准组J和最优组Z相比，Z导热系数最低，幅度减小21.66％。干养条件下，基准组J和最优组Z相比，Z导热系数最低，幅度减小29.26％。表明稻壳灰掺量10-20％的最优组混凝土传热能力相对较慢，导热系数最低，为稻壳灰混凝土保温隔热能力提供了理论基础。同时三组试验在干养和标养两种养护条件下导热性能相差不大，可做进一步研究。
　　(4)混凝土抗渗试验表明:复掺稻壳灰、粉煤灰和硅灰与其他对比组混凝土相比较，在标养条件下和干养条件下混凝土相对渗透系数均有所降低，降幅分别为35.98％和47.11％，表明复掺稻壳灰、粉煤灰和硅灰能显著提高混凝土的抗渗性能。且最优组在干养条件下混凝土相对渗透系数比标养条件下渗透系数低，表明干养条件下混凝土抗渗性能较标养条件下好。
　　(5)从混凝土防冻试验可以得出:两种养护条件下，复掺稻壳灰、粉煤灰和硅灰的混凝土相对动弹性模量明显高于J两组，而且下降曲线相似，表明掺入稻壳灰显著提高了混凝土的抗冻能力。标养下Z组相对动弹模量高于干养条件下Z组1.18％。混凝土的相对动弹模量的关系为:PZ＞PD＞PJ，所以混凝土的抗冻融能力依次为:Z＞D＞J。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 稻壳灰高性能混凝土的耐久性试验研究意义和目的

1．2 国内外研究的情况

1．3 研究目标

1．4 研究目的和研究内容

1．5 本研究拟解决的关键问题

1．6 研究的方法

1．7 可行性分析

1．8 创新性

1．9 技术路线

第二章 试验原材料和基本性能

2．1 胶凝材料

2．2 骨料

2．3 高效减水剂

2．4 拌合水和养护水

第三章 稻壳灰高性能混凝土的正交试验设计

3．1 配合比设计

3．2 正交试验设计

3．3 拌合混凝土试验方法

第四章 混凝土正交试验结果及分析

4．1 试验方案

4．2 试验结果

4．3 两种养护条件下混凝土28d抗压强度极差与方差分析

4．4 高性能混凝土28d抗拉强度极差和方差分析

4．5 稻壳灰混凝土28d拉压比极差和方差分析

4．6 正交试验最佳配合比确定

第五章 稻壳灰混凝土对比组和优选组试验分析

5．1 优选组配合比的确定

5．2 优选组对比试验研究

5．3 机理分析

第六章 稻壳灰混凝土耐久性能试验

6．1 稻壳灰混凝土导热系数的测定

6．2 稻壳灰高性能混凝土抗渗试验

6．3 稻壳灰高性能混凝土的抗冻融试验研究

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 存在的问题及展望

参考文献

致谢

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