超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,簡稱UHPC)作為一種新型結(jié)構(gòu)材料,以超高強度(抗壓強度大于120MPa)、極低的孔隙率和優(yōu)異的耐久性能而聞名,具有極其廣闊的應用前景。超高性能混凝土在配合比設計中剔除了粗骨料,因此每生產(chǎn)1立方米超高性能混凝土需要800～1100 kg水泥,是普通混凝土水泥用量的3～4倍。如此巨大的水泥使用量不僅在生產(chǎn)和應用環(huán)節(jié)釋放了大量二氧化碳,而且消耗了極大的資源和能源,在某種程度上背離了我國節(jié)能減排和低碳可持續(xù)發(fā)展的基本原則。如何在大幅度減少水泥用量的前提下,能夠生產(chǎn)出具備相同質(zhì)量的超高性能混凝土,從而保障我國城市化建設工程對混凝土巨大用量的需求,是擺在我國科研工作者面前的一個重要課題。由于超高性能混凝土通常采用蒸汽和蒸壓養(yǎng)護,在原材料中采用石英砂和石英粉,導致生產(chǎn)成本較高,降低超高性能混凝土的制備成本成為近年來研究另一熱點。另一方面,目前導致超高性能混凝土沒能廣泛應用的原因之一,是缺乏結(jié)構(gòu)尺度的設計方案比較和可持續(xù)的結(jié)構(gòu)設計方法,與普通混凝土在結(jié)構(gòu)尺度的設計比較,才能使超高性能混凝土在成本和碳排放方面的優(yōu)勢充分體現(xiàn)...

【文章頁數(shù)】：184 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
創(chuàng)新點摘要
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超高性能混凝土
        1.2.2 含有水泥替代材料的超高性能混凝土
        1.2.3 可持續(xù)結(jié)構(gòu)設計
    1.3 本文主要內(nèi)容
第2章 材料特性和試驗方法
    2.1 水泥替代材料選擇的方法
        2.1.1 水泥替代材料簡介
        2.1.2 水泥替代材料選擇方法
    2.2 原材料
    2.3 試驗方法
        2.3.1 和易性
        2.3.2 力學性能
        2.3.3 水化
        2.3.4 微觀結(jié)構(gòu)與孔結(jié)構(gòu)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 低水泥用量超高性能混凝土配合比設計方法
    3.1 顆粒尺寸分布與堆積理論
        3.1.1 顆粒堆積模型
        3.1.2 優(yōu)化曲線
        3.1.3 離散單元模型
    3.2 低水泥用量超高性能混凝土配合比設計
        3.2.1 建立目標值
        3.2.2 設定變量
        3.2.3 設定約束
        3.2.4 優(yōu)化的解和本試驗配合比
    3.3 本章小結(jié)
第4章 低水泥用量超高性能混凝土性能研究
    4.1 和易性研究
        4.1.1 粉煤灰和硅灰對和易性的影響
        4.1.2 石灰和硅灰對和易性的影響
        4.1.3 稻殼灰和硅灰對和易性的影響
        4.1.4 粉煤灰、石灰和稻殼灰對和易性的影響比較
    4.2 抗折性能研究
        4.2.1 粉煤灰和硅灰對抗折性能的影響
        4.2.2 石灰和硅灰對抗折性能的影響
        4.2.3 稻殼灰和硅灰對抗折性能的影響
        4.2.4 粉煤灰、石灰和稻殼灰對抗折性能影響的比較
    4.3 抗壓性能研究
        4.3.1 粉煤灰和硅灰對抗壓性能的影響
        4.3.2 石灰和硅灰對抗壓性能的影響
        4.3.3 稻殼灰和硅灰對抗壓性能的影響
        4.3.4 粉煤灰、石灰和稻殼灰對抗壓性能影響的比較
    4.4 水化研究
        4.4.1 粉煤灰和硅灰對水化的影響
        4.4.2 石灰和硅灰對水化的影響
        4.4.3 稻殼灰和硅灰對水化的影響
        4.4.4 粉煤灰、石灰和稻殼灰對水化影響的比較
    4.5 微觀結(jié)構(gòu)研究
        4.5.1 粉煤灰和硅灰對微觀結(jié)構(gòu)影響
        4.5.2 石灰和硅灰對微觀結(jié)構(gòu)影響
        4.5.3 稻殼灰和硅灰對微觀結(jié)構(gòu)影響
        4.5.4 粉煤灰、石灰和稻殼灰對孔結(jié)構(gòu)影響的比較
    4.6 本章小結(jié)
第5章 低水泥用量超高性能混凝土性能預測
    5.1 方法與原理
    5.2 輸入和輸出變量
    5.3 模型的建立
    5.4 預測結(jié)果評價與討論
    5.5 本章小結(jié)
第6章 基于Ontology可持續(xù)UHPC結(jié)構(gòu)設計方法
    6.1 建設行業(yè)信息化一體化
        6.1.1 信息互用性和標準化
        6.1.2 語義網(wǎng)技術和Ontoloy
    6.2 研究方法
        6.2.1 知識工程
        6.2.2 Ontology開發(fā)方法
    6.3 Ontology開發(fā)步驟
        6.3.1 Ontology結(jié)構(gòu)
        6.3.2 Ontology開發(fā)步驟
        6.3.3 SWRL語言編寫
    6.4 Ontology方法驗證和設計實例
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 本文結(jié)論
    7.2 建議與展望
參考文獻
附錄1 論文中主要縮寫含義
附錄2 Matlab預測模型程序
附錄3 ANN模型原數(shù)據(jù)
附錄4 Ontology實例計算中的SWRL語義
攻讀學位期間公開發(fā)表論文
致謝
作者簡介



本文編號：3799334