皖南地区机制砂高性能混凝土的试验研究

摘要

随着皖南地区天然砂资源的短缺，机制砂已经取代了天然砂在混凝土用砂中的主导地位，目前已经大量应用于低标号普通混凝土中。由于高性能混凝土具有高强度、高工作性、高耐久性等特点，使得人们在配制高性能混凝土时对原材料的要求较高，在混凝土用砂的选择上一般都偏向于天然砂。目前皖南地区实际生产中使用机制砂配制高性能混凝土的寥寥无几。究其原因，主要是受到机制砂石粉含量较高、表面粗糙、细度模数偏大、级配不合理等因素的影响。为了解决这一问题，通常需要改进机制砂的性能来满足配制高性能混凝土的需要。因此，如果能够通过大量的试验研究，对机制砂的颗粒级配、石粉含量、细度模数、有害杂质含量等因素进行优化设计，从而满足高性能混凝土应用的需要，就可以充分发挥机制砂的资源优势，对扩大机制砂的应用范围及保护天然资源具有十分重要的意义。　　本文以皖南地区四种不同矿物岩石的机制砂为研究对象，并与天然砂进行对比，通过配制C60高性能混凝土，进行拌合物工作性能、混凝土物理力学性能、耐久性能试验以及机理分析，采用试验理论与实际相结合的方法，做了以下几个方面的工作。①通过对试验原材料性能的分析，采用正交设计法来确定C60高性能混凝土的水胶比、砂率及粉煤灰掺量，确定混凝土配合比；②研究了四种矿物岩石机制砂中的石粉含量对配制高性能混凝土的影响，探讨了高性能混凝土用机制砂最佳石粉含量的确定方法；③研究了四种矿物岩石机制砂的细度模数对配制高性能混凝土的影响，探讨了高性能混凝土用机制砂细度模数的适宜范围；④研究了机制砂、天然砂高性能混凝土的工作性能和力学性能，并对混凝土的相关耐久性进行了一系列试验，同时对试验结果进行机理分析；⑤分析了机制砂相对于天然砂配制高性能混凝土的优缺点，对使用机制砂配制高性能混凝土进行了经济效益、社会效益分析。　　试验结果表明：①皖南地区机制砂可以达到配制高性能混凝土的要求；②配制 C60高性能混凝土，石灰岩破碎的机制砂的最佳石粉含量为7.0％，花岗岩为10.0%，玄武岩为11.0%，混合砂为8.0%；②配制C60高性能混凝土，机制砂的细度模数不宜超过3.4，一般在2.8~3.3范围内较为合适；③合理控制机制砂的石粉含量及其细度模数，完全可以达到配制高性能混凝土的要求，配制出的混凝土耐久性也可以达到甚至超过天然砂配制的混凝土，在实际施工中要注意混凝土的早期保湿养护。　　本课题的研究对皖南地区机制砂的推广应用具有重要的指导意义，对高性能混凝土用机制砂具有一定参考价值。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3研究目标与内容

第二章 试验材料

2.1水泥

2.2矿物掺合料

2.3砂

2.4石、石粉

2.5外加剂、水

第三章 高性能混凝土配合比设计

3.1 高性能混凝土配合比设计方案

3.2试验方法

3.3正交试验技术指标及数据分析

3.4确定最佳试验方案，并作出验证

第四章 石粉含量对高性能混凝土工作性能和强度的影响

4.1 机制砂高性能混凝土配合比的确定

4.2石粉含量对混凝土的影响

4.3 机理分析

第五章 机制砂的细度模数对高性能混凝土工作性能和强度的影响

5.1引言

5.2试验过程

第六章 机制砂与天然砂高性能混凝土性能对比的试验研究

6.1引言

6.2 机制砂与天然砂高性能混凝土的工作性能、力学性能研究

6.3机制砂与天然砂高性能混凝土抗水渗透性能研究

6.4 机制砂与天然砂高性能混凝土抗氯离子渗透性能研究

6.5 机制砂与天然砂高性能混凝土抗冻性研究

6.6 高性能机制砂混凝土的抗碳化性能研究

第七章 机制砂高性能混凝土经济效益、社会效益分析

7.1 经济效益分析

7.2社会效益分析

第八章 结论与建议

8.1结论

8.2存在的问题及建议

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果