混凝土是人類需求量最大的人造材料,其大量應(yīng)用對自然環(huán)境造成的負荷愈發(fā)受到各國關(guān)注。全球減排的趨勢對水泥工業(yè)碳排放提出了限制,而我國對混凝土的需求居高不下,因此滿足服役性能的前提下,探究高骨料含量和低碳生態(tài)混凝土材料是改善上述問題的有效途徑。本文提出一種生態(tài)石質(zhì)骨架混凝土,將自密實砂漿（混凝土）應(yīng)用于骨料（石料）嵌鎖型混凝土制備。通過使用較大粒徑的粗骨料構(gòu)建嵌鎖結(jié)構(gòu),增加混凝土中粗骨料（石料）的整體用量,充分利用石質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)為混凝土提供的承載能力并改善混凝土體積安定性與服役性能,實現(xiàn)混凝土的節(jié)能減排、增強、抗裂、耐久等生態(tài)化再造。本文優(yōu)選了石質(zhì)骨架混凝土填充砂漿的配比,研究了其各項服役性能,并結(jié)合拋填骨料法對其制備工藝進行了創(chuàng)新,得出以下結(jié)論:1.經(jīng)過配比優(yōu)選得到低泌水率、經(jīng)時損失小的高流動性砂漿,其屈服應(yīng)力為60.12Pa,塑性粘度1.18mPa.s,擴展度360mm,泌水率0.75%。復(fù)摻30%礦摻的砂漿,其力學(xué)性能優(yōu)于普通砂漿,收縮率降低25%,砂漿-骨料結(jié)合的界面過渡區(qū)寬度降低,ITZ強度得到改善。2.石質(zhì)骨架混凝土填充料達到密實填充的擴展度閾值為340mm,最佳砂-石粒徑比為1... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

世界各地區(qū)二氧化碳排放情況

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文5的一些研究成果表明，混凝土骨料總含量在60%左右時斷裂能達到峰值。混凝土可以看作是水泥石和骨料組成的兩相非均質(zhì)材料，兩相復(fù)合結(jié)構(gòu)模型是描述混凝土的彈性模量與其組成關(guān)系最經(jīng)典的模型，對其關(guān)系的描述和理論發(fā)展如下圖所示[23]：圖1-4a，Voigt并聯(lián)模型：c11EEaVaEmEm=+（1-1）；圖1-4b，Reuss串聯(lián)模型：m11aEmEVEcEa=+（1-2）；圖1-4c，Hirsch總結(jié)了串聯(lián)和并聯(lián)模型，將二者結(jié)合起來考慮，可得：1111211mEmEmEcEaEaE=+++（1-3）；Reuss模型和Hirsch模型存在不足：沒有考慮凈漿當Ea=0，則Ec=0，這與實際情況不符。而Counto模型修正了這個問題：Counto的最初模型如圖2-d所示，其理論計算公式如下：1mmamEcVaEEVVaEaE=++（1-4）；Counto修正模型如圖2-e所示，其理論計算公式如下：砂漿集料abcd圖1-4彈性模量兩相復(fù)合結(jié)構(gòu)經(jīng)典模型

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文7度遠小于骨料尺寸時，裂縫無法貫穿骨料，只能改變發(fā)展方向沿界面擴展（圖1-5b）。此外，尺度較大的裂縫穿過骨料進行擴展時，裂縫傳播的能量和裂縫的尺寸都相應(yīng)削弱，混凝土的韌性得到改善（圖1-5c）。骨料在混凝土中可以起到阻礙混凝土微裂縫擴展尖端的進一步擴展，有利于提高混凝土斷裂能，改善混凝土整體力學(xué)性能。綜上所述，混凝土的多項性能均隨骨料含量的上升而改善，由此可見增加骨料總量而形成骨架嵌鎖結(jié)構(gòu)是改善混凝土服役性能和生態(tài)性的有效途徑。1.3.2骨料嵌鎖型混凝土設(shè)計方法水泥基材料的組成如圖1-6所示，粒徑較小的顆粒依次填充大一級粒徑顆粒的間隙，最終實現(xiàn)密實填充。以Fuller曲線[27]為代表的最大密度曲線理論認為，不同粒度骨料有規(guī)律的搭配有利于形成密實填充。而Bolomey考慮到混凝土工作性要求對級配的影響，引入新參數(shù)來對級配曲線進行修正，增加級配中細顆粒的用量，提高了混凝土工作性。實踐證明，F(xiàn)uller曲線適用于流動性差的混凝土，而按照Bolomey曲線設(shè)計的混凝土工作性好、塑性強且不宜離析。C.A.G魏矛斯（Weymouth）的粒子干涉理論提出[28]，填充顆粒的粒徑應(yīng)小于高粒徑顆粒空隙的平均距離，且配比應(yīng)該合理分配，但該理論指導(dǎo)下設(shè)計的混凝土通常膠材富余量較多。上述理論給實際級配的選取提供了理論基礎(chǔ)，但對骨料強度、形貌、粗糙度等性質(zhì)考慮較少，因此實際級配的選取應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用經(jīng)驗進行進一步調(diào)整，Shillstone[29]和H.J.HBrouwers經(jīng)驗級配[30]即是兩種典型的此類型理論。吳中偉院士提出了“中心質(zhì)假說”[31]，由廉慧珍教授進行了完善[32]。該理論圖1-6水泥基材料組成

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3287425