天然火山渣轻骨料混凝土的制备及性能研究

摘要

随着现代土木工程结构日益朝着大跨、重载、高耸的方向发展，尤其是对大跨度桥梁的需求，普通混凝土有自重大、保温隔热性能差的缺点，使其在工程中某些领域的应用受到局限。与普通混凝土相比，轻骨料混凝土具有轻质、抗震性好、抗裂性好、耐火性好等诸多优点，在工程中用轻骨料混凝土代替部分普通骨料混凝土能够大大提高结构的性能。 我国是一个多火山的国家，部分地区的火山渣储备量较大，而天然火山渣是很好的轻骨料混凝土原材料。在火山渣储备量丰厚的地区用其配制轻骨料混凝土用于实际工程，能为国家节省大量的能源，并能满足建筑节能和减轻结构重量的要求，可达到绿色环保的目标。但目前对全轻型火山渣轻骨料混凝土的研究较少，本文针对配制全轻型火山渣轻骨料混凝土进行系统研究，主要结论如下： （1）通过改变不同单粒级火山渣骨料体积掺量来改变粗骨料堆积密度和砂率，并测试新拌火山渣混凝土的工作性能以及硬化混凝土的力学性能。研究表明：当公称粒级为10~16mm与公称粒级为5~10mm的单粒级火山渣粗骨料两粒级体积比为7：3时混凝土抗压强度最高；火山渣轻骨料混凝土具有最佳的工作性与力学性能时，火山渣粗骨料与火山砂细骨料体积比为7：6，砂率为46%。 （2）采用四种不同的拌合工艺配制轻骨料混凝土，通过对比混凝土的工作性、强度、收缩性能，研究拌合工艺对混凝土性能的影响。研究表明：采用净浆裹石拌合工艺能稍微提高混凝土的强度；对比预湿与不预湿拌合工艺，预湿拌合比不预湿拌合强度稍高、新拌混凝土坍落度小。 （3）通过配制同配比的全轻型火山渣轻骨料混凝土和陶粒轻骨料混凝土，研究火山渣轻骨料混凝土与普通陶粒轻骨料混凝土的性能差别。研究表明：选用同配合比的火山渣轻骨料混凝土与陶粒轻骨料混凝土，两种骨料混凝土的7d、28d抗压强度相当；火山渣轻骨料混凝土抗冻性、抗渗性均差于陶粒轻骨料混凝土；陶粒轻骨料混凝土电通量远小于火山渣轻骨料混凝土；陶粒轻骨料混凝土早期和普通骨料混凝一样产生收缩，而火山渣轻骨料混凝早期则产生膨胀。 （4）试验采用不同水胶比、不同预湿程度的火山渣配制混凝土，并用一组普通陶粒骨料做平行试验进行对比。研究表明：陶粒轻骨料混凝土早期收缩较大，而火山渣轻骨料混凝土正好相反，早期膨胀；水胶比减小，抗压强度增大，早期收缩增大；未预湿拌合的火山渣骨料新拌混凝土早期湿胀较大，预湿拌合的火山渣骨料新拌混凝土早期湿胀较小；用火山砂替代河砂的普通骨料混凝土能显著降低混凝土的早期收缩，出现早期膨胀的现象。

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摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3目前研究存在问题

1.4 主要研究内容

第2章 原材料性能及试验方案

2.1原材料

2.1.1水泥

2.1.2粉煤灰

2.1.3火山渣细骨料

2.1.4火山渣粗骨料

2.1.5火山渣（砂）中粉体基本性能

2.1.6碎石型陶粒

2.1.7陶砂

2.1.8普通碎石

2.1.9普通河砂

2.1.10减水剂

2.1.11水

2.2实验方案

2.2.1试验思路

2.2.2实验设备

2.2.2.1基本性能试验

2.2.2.2力学性能试验

第3章 火山渣轻骨料混凝土配合比设计

3.1一般要求

3.2水泥用量

3.3净用水量

3.4砂率

3.5粗骨料

3.6减水剂

3.7配合比计算与调整

3.7.1用水量

3.7.2实际配合比

3.7.3称料配合比

3.7.4轻骨料混凝计算湿表观密度

3.7.5配合比校正与调整

第4章 骨料体系对火山渣轻骨料混凝土性能的影响

4.1粗骨料堆积密度的变化对混凝土性能的影响

4.2砂率变化对混凝土性能的影响

4.3本章小结

第5章 拌合工艺对火山渣轻骨料混凝土性能的影响

5.1试验方案

5.2不预湿拌合工艺对比

5.3预湿拌合工艺对比

5.4预湿骨料对混凝土性能的影响

5.4.1骨料预湿骨料对工作性的影响

5.4.2预湿火山渣骨料对强度的影响

5.4.3预湿骨料对收缩的影响

5.5本章小结

第6章 掺火山渣的复合骨料混凝土

6.1火山渣轻骨料混凝土与陶粒轻骨料混凝土力学性能的对比

6.1.1静力弹性模量

6.2火山渣混凝土与陶粒混凝土耐久性能的对比

6.2.1快速冻融试验

6.2.2抗渗性测定

6.2.3.1自收缩

6.2.3.1干燥收缩

6.2.4电通量试验

6.3火山渣与陶粒复掺的轻骨料混凝土

6.4掺火山砂的普通碎石混凝土

6.4.1抗压强度

6.4.2早期收缩

6.5本章小结

结 论

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目