混合砂在泵送混凝土中的应用研究

摘要

人工砂作为一种新型建设用砂，在建筑行业中已得到了较为广泛的应用，取得了较好的经济效益和社会效益，应用范围也在逐渐扩大。从20世纪60年代起，我国就开始了对机制砂生产工艺、技术性能、应用于混凝土和砂浆的研究，目前已取得了相当的成果。机制砂已在水利水电等混凝土工程中大量应用，但在泵送商品混凝土中的应用起步较晚。本文在试验的基础上，研究机制砂与特细砂的混合砂在泵送混凝土中的应用技术，主要内容如下： 1.为对比杭州地区机制砂、天然中砂、混合砂对泵送混凝土各项技术性能的影响，进行了一定数量的试验。结果表明，在相同条件下以同一配合比配制的混凝土，杭州地区机制砂混凝土坍落度最小，天然中砂混凝土次之，而混合砂混凝土坍落度最大，机制砂不适宜单独用来配制泵送混凝土；杭州地区机制砂混凝土的7天、28天抗压强度均最大，混合砂混凝土次之，天然中砂混凝土强度最低；混合砂混凝土抗碳化能力较好，天然中砂混凝土次之，杭州地区机制砂混凝土抗碳化能力较两者弱。抗渗性能三者相当。 2.为确定混合砂中杭州地区机制砂与特细砂的合理掺量，进行了理论分析，以及一定数量的试验。根据泵送混凝土对细骨料细度模数、颗粒级配的要求，得到了混合砂中机制砂合理掺量理论值区间。根据合理砂率的定义，类似地提出了混合砂假定填满原则，并根据该原则计算得到了机制砂合理掺量的理论计算式，以及混合砂混凝土的合理砂率计算式。试验结果与理论计算结果较为吻合，最终确定出本试验混合砂中机制砂合理掺量为70%。 3.在普通砂混凝土鲍罗米公式中引入了一个混合砂中杭州地区机制砂掺量对混凝土强度的影响系数，即细骨料系数β，对试验数据进行回归分析，得到混合砂混凝土的鲍罗米公式。 4.从经济性角度，采用Matlab遗传工具箱进行了混合砂泵送混凝土的配合比优化设计，得到了较为经济的配合比，混凝土经济成本比原配合比每立方米节约了8.44元。

目录

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致谢

第1章 绪论

1.1 机制砂产生与发展的必然性

1.2 机制砂的生产与人工砂使用现状

1.2.1 关于人工砂的相关规定

1.2.2 机制砂的生产形式

1.2.3 人工砂的使用现状

1.3 机制砂的物理特征及对混凝土性能的影响

1.3.1 机制砂的物理特征

1.3.2 机制砂对混凝土性能的影响

1.4 混合砂在泵送混凝土中的应用实例

1.5 本课题的研究意义

1.6 本课题的提出及主要研究内容

1.6.1 本课题的提出

1.6.2 本文主要研究内容及方法

第2章 原材料与试验方法

2.1原材料及基本性能

2.2试验及试验方法

2.2.1细骨料的物理性能测定

2.2.2粗骨料的物理性能测定

2.2.3混凝土工作性能与力学性能测试

2.2.4混凝土抗碳化性测试

2.2.5混凝土抗渗性测试

第3章 三类泵送混凝土的性能对比

3.1对该配合比的几点说明

3.2三类砂对混凝土工作性能的影响

3.2.1坍落度试验结果及原因分析

3.2.2倒坍落筒流出时间的比较

3.3三类砂对混凝土抗压强度的影响

3.4三类砂对混凝土抗碳化性能的影响

3.5三类砂对混凝土抗渗性能的影响

3.6本章小结

第4章 混合砂泵送混凝土细骨料的合理混合比例

4.1合理掺量的理论计算方法

4.1.1强度角度

4.1.2工作性角度

4.2确定合理掺量的试验分析

4.2.1试验方法

4.2.2本试验的混合砂合理混合比例与合理砂率的理论值

4.2.3试验结果分析及与理论值的对比

4.3用混合砂配制高强度泵送混凝土的尝试

4.3.1试验方法

4.3.2试验结果与讨论

4.4本章小结

第5章 混合砂泵送混凝土的配合比优化设计

5.1混合砂混凝土的鲍罗米公式修正

5.2基于Matlab遗传工具箱的混合砂泵送混凝土配合比优化

5.2.1遗传算法简介

5.2.2 GA求解函数优化问题

5.2.3混合砂泵送混凝土的配合比优化模型

5.2.4用Matlab GA Tool实现此配合比的优化设计

5.3本章小结

第6章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

简历