低强度高性能机制砂混凝土和易性的研究

摘要

机制砂是经过机械破碎、筛分而制成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒。与河砂不同，由于机制砂有颗粒较粗糙、棱角多、级配较差的特点，应用在中低强度等级混凝土中时，用水量相对较多，混凝土拌合物工作性差，容易泌水离析。机制砂各项技术指标由于生产技术不同而各异，因此要得到性能良好便于施工的的混凝土，就对配合比提出了更高的要求。因此探索机制砂的哪些特性对混凝土的和易性影响较大，以及对于不同特性的机制砂如何调整混凝土的配合比使得其和易性优良，这对工程应用有很大实际意义。本文主要目标是研究怎样配制出具有良好和易性的低强度高性能机制砂混凝土。主要研究内容有:
　　(1)低强度机制砂混凝土和易性影响因素分析结合低强度机制砂混凝土和易性要求，初步分析出混凝土和易性影响因素，为之后的配合比设计和实验分析提供理论依据。
　　(2)低强度高性能机制砂混凝土配合比的设计与优化根据机制砂混凝土的和易性、力学性能与耐久性能特点，结合对低强度高性能机制砂混凝土和易性能的认识，在参考大量文献的基础上，总结现有高性能混凝土配合比设计方法，对低强度高性能机制砂混凝土配合比进行设计与优化。
　　在《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)和高性能混凝土全计算法配合比设计的基础上，李固华教授提出了一种新的配合比设计方法——粉体当量体积法。这种方法是通过确定各种粉体单位体积用水量，与水泥单位体积用水量之比，来确定粉体的当量系数，在计算粉体当量总体积过程中，粉体体积要乘以当量系数。
　　在上述配合比方法设计的基础上，实验并分析了水胶比、粉体当量总体积、用水量、砂率等不同因素，对低强度高性能机制砂混凝土和易性的影响，并确定了水胶比为0.6时，用水量为170L，粉体当量总体积为170L，砂率为45％时，混凝土拌合物的和易性最佳。
　　(3)矿物掺合料和外加剂对低强度机制砂混凝土和易性的影响在以上配合比方法的基础上，在混凝土中添加了矿粉、羟丙基甲基纤维素醚、膨润土、聚丙烯纤维、偏高岭土等，并对混凝土拌合物和易性、成型试块的抗压强度进行测试，对以上配合比方法基础上的结论进行实验验证和理论分析。并在保证混凝土和易性良好、抗压强度满足的条件下，确定外加剂的最佳掺量。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 国内外机制砂和机制砂混凝土的应用和研究现状

1．2 机制砂替代天然砂的可行性

1．2．1 机制砂混凝土的工作性

1．2．2 机制砂混凝土的强度

1．2．3 机制砂混凝土的耐久性

1．3 普通强度混凝土的高性能化

1．3．1 高性能混凝土的发展

1．3．2 混凝土高性能化的技术途径

1．4 低强度机制砂混凝土和易性

1．4．1 低强度混凝土的结构形式及其特点

1．4．2 低强度机制砂混凝土的应用现状及和易性要求

1．5 混凝土的和易性

1．5．1 和易性的定义

1．5．2 和易性的评定

1．5．3 坍落度试验方法

1．5．4 混凝土和易性的影响因素

1．5．5 混凝土配合比设计的调整和改善措施

1．6 本文研究目的及内容

第2章 试验材料和试验方法

2．1 试验材料

2．1．1 水泥

2．1．2 矿物掺合料

2．1．3 集料

2．1．4 化学外加剂

2．1．5 外加石粉

2．2 试验方法

2．2．1 机制砂表观密度、堆积密度和空隙率的测定

2．2．2 机制砂颗粒级配

2．2．3 机制砂石粉含量与MB值的测定

2．2．4 水泥砂浆试验

2．2．5 混凝土试验

第3章 高性能机制砂混凝土配合比设计

3．1 普通混凝土配合比设计

3．1．1 普通混凝土配合比设计的一般步骤

3．1．2 普通混凝土配合设计方法存在的问题

3．2 高性能混凝土配合比设计

3．2．1 全计算法简介

3．2．2 高性能混凝土全计算法配合比设计步骤

3．3 采用粉体当量体积法的配合比设计

3．3．1 当量系数计算方法

3．3．2 配合比计算方法

第4章 高性能机制砂混凝土和易性的研究

4．1 低胶凝材料用量，粉体当量体积对不同水胶比混凝土和易性的影响

4．1．1 不同水胶比对机制砂Ⅱ混凝土和易性的影响

4．1．2 不同水胶比对机制砂Ⅰ混凝土和易性的影响

4．2 粉体当量体积对混凝土和易性的影响

4．2．1 在不同砂率情况下，粉体当量对机制砂混凝土和易性的影响

4．2．2 水胶比不同情况下，粉体当量体积对机制砂混凝土和易性的影响

4．2．3 水胶比为0．6时，粉体当量体积对机制砂混凝土和易性的影响

4．3 不同用水量对混凝土和易性的影响

4．3．1 减水剂用量不变，确定混凝土达到不同流动度时的用水量

4．3．2 一定水胶比时，粉体当量体积不同时，用水量对混凝土和易性的影响

4．4 砂率对低强度混凝土和易性的影响

4．5 本章小结

第5章 矿物掺合料和外加剂对高性能机制砂混凝土和易性的影响

5．1 粒化高炉矿渣粉掺量对低强度机制砂混凝土和易性的影响

5．2 膨润土对低强度混凝土和易性的影响

5．2．1 膨润土对机制砂砂浆性能的影响

5．2．2 膨润土对机制砂混凝土和易性的影响

5．3 羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)对低强度混凝土和易性的影响

5．3．1 羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)对机制砂砂浆性能的影响

5．3．2 HPMC对机制砂混凝土和易性的影响

5．4 聚丙烯纤维对低强度混凝土和易性的影响

5．5 偏高岭土对低强度混凝土和易性的影响

5．6 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果