【摘要】：綠色高性能混凝土的生產(chǎn)與應(yīng)用是當(dāng)今預(yù)拌混凝土行業(yè)研究的重要方向。城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)和大型以及超大型工程的建設(shè)對(duì)混凝土的質(zhì)量和性能提出了更高的要求。因此,研究探索一種適應(yīng)當(dāng)今建筑工程發(fā)展且普遍適用的配合比設(shè)計(jì)方法是新時(shí)代的選擇。傳統(tǒng)的混凝土配合比設(shè)計(jì)方法多為經(jīng)驗(yàn)性的公式和表格,忽略了最大密實(shí)度理論對(duì)改善混凝土各項(xiàng)性能的重要性。另外,國內(nèi)外眾多學(xué)者提出的配合比設(shè)計(jì)方法大多需建立復(fù)雜的模型,像顆粒粒型模型和漿體平均厚度模型等,難以應(yīng)用于混凝土的生產(chǎn)之中。本文以最大密實(shí)度理論為基礎(chǔ),將混凝土分為骨料和膠凝材料兩大體系,通過理論研究和試驗(yàn)分析相結(jié)合的方法,得到相對(duì)密實(shí)的兩種材料體系。在此基礎(chǔ)上,提出了漿體體積富余系數(shù)這一概念,通過試驗(yàn)研究了富余系數(shù)對(duì)混凝土各項(xiàng)性能的影響規(guī)律,得到可以平衡混凝土各項(xiàng)性能之間矛盾的最優(yōu)漿體體積富余系數(shù)取值區(qū)間,結(jié)合絕對(duì)體積法建立了一種新的混凝土配合比設(shè)計(jì)方法。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)有混凝土配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究分析。以最大密實(shí)度理論為基礎(chǔ),以組成混凝土的骨料體系和膠凝材料體系為載體,分析總結(jié)了骨料級(jí)配優(yōu)化方法和改善膠凝材料體系堆積密實(shí)度的計(jì)算模型。(2)歸納了骨料級(jí)配優(yōu)化方法和顆粒篩分標(biāo)準(zhǔn)。以往的級(jí)配優(yōu)化是將粗、細(xì)骨料分開進(jìn)行,很少將其作為骨料體系進(jìn)行整體篩分。對(duì)機(jī)制砂和粗骨料以及混合骨料的級(jí)配進(jìn)行篩分優(yōu)化,使骨料各粒徑對(duì)應(yīng)的篩余量滿足規(guī)范要求,提高了顆粒的堆積密實(shí)度,得到級(jí)配連續(xù)性較好的骨料體系。試驗(yàn)結(jié)果表明,用級(jí)配優(yōu)化后的骨料進(jìn)行0.45、0.40、0.35三種水膠比混凝土試配,混凝土坍落度指標(biāo)分別提高了14.2%、9.8%、13.1%,28d強(qiáng)度分別提高了7.3 MPa、8.1 MPa、5.4 MPa。(3)以TOUFAR顆粒堆積密實(shí)度模型為基礎(chǔ),計(jì)算分析了礦物摻和料摻量對(duì)多元膠凝材料體系堆積密實(shí)度的影響規(guī)律。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了模型計(jì)算的科學(xué)性,得到了使多元膠凝材料顆粒堆積較為密實(shí)且堆積結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定的粉煤灰和礦粉摻量,分別為20%和25%。另外,文章以漿體密度和含氣量為切入點(diǎn)通過試驗(yàn)驗(yàn)證了粉煤灰和礦粉的最優(yōu)摻量。(4)研究漿體填充密實(shí)骨料空隙后富余的體積量對(duì)混凝土性能的影響可將漿骨比問題定量化分析。提出漿體體積富余系數(shù),用以描述單位體積混凝土中漿體與骨料體積平衡的狀態(tài)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)了0.45和0.35兩種水膠比的混凝土,研究了漿體體積富余系數(shù)對(duì)混凝土工作性、抗壓強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和耐久性等性能的影響規(guī)律。并得到了0.45和0.35兩種水膠比混凝土的最優(yōu)漿體體積富余系數(shù)取值區(qū)間分別為(0.21,0.27)和(0.58,0.65),建立了基于漿體體積富余系數(shù)的混凝土配合比設(shè)計(jì)方法。
【圖文】：

1.1 研究背景近年來，由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，我國加大了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資、加快了住房制度改革和居民住宅建設(shè)。另外，以 八縱八橫”的高速鐵路網(wǎng)、高速公路網(wǎng)為代表的的中國路；以港珠澳大橋、青島膠州灣跨海大橋等為代表的中國橋；以舟山港、蘇州港和天津港等為代表的中國港，一批大型以及超大型工程的建設(shè)，，為混凝土行業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的市場。同時(shí)，也對(duì)預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量和性能提出了更高的要求[1-8]，如圖 1.1�；炷恋馁|(zhì)量和性能直接影響著人民群眾的人身財(cái)產(chǎn)安全和國家經(jīng)濟(jì)的健康可持續(xù)發(fā)展，除原材料質(zhì)量外，組成混凝土各組分的用量和比例是決定混凝土質(zhì)量和性能的關(guān)鍵因素。因此，加強(qiáng)對(duì)混凝土原材料的質(zhì)量控制、深入對(duì)混凝土配合比和性能的試驗(yàn)研究對(duì)適應(yīng)現(xiàn)代建筑工程行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，為實(shí)現(xiàn)新世紀(jì)各大圓夢工程提供技術(shù)支持。

求[1-8]，如圖 1.1�；炷恋馁|(zhì)量和性能直接影響著人民群眾的人身財(cái)產(chǎn)安全和國家經(jīng)濟(jì)的健康可持續(xù)發(fā)展，除原材料質(zhì)量外，組成混凝土各組分的用量和比例是決定混凝土質(zhì)量和性能的關(guān)鍵因素。因此，加強(qiáng)對(duì)混凝土原材料的質(zhì)量控制、深入對(duì)混凝土配合比和性能的試驗(yàn)研究對(duì)適應(yīng)現(xiàn)代建筑工程行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，為實(shí)現(xiàn)新世紀(jì)各大圓夢工程提供技術(shù)支持。圖 1.1（a） “復(fù)興號(hào)”高速鐵路 圖 1.1（b） 港珠澳大橋
【學(xué)位授予單位】：煙臺(tái)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2588844