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高性能混凝土耐久性试验研究
作 者: 孙振华
导 师: 李清富;张鹏
学 校: 郑州大学
专 业: 水工结构工程
关键词: 高性能混凝土 粉煤灰 硅粉 聚丙烯纤维 工作性 耐久性
分类号: TU528
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
混凝土结构是国家基本建设中应用最广泛的结构形式,但普通混凝土在恶劣环境条件下会由于耐久性不良而造成自身剥落、损伤甚至破坏,因此高性能混凝土(HPC)应运而生。高性能混凝土旨在保证混凝土的工作性能和力学性能的同时,着重提高其耐久性。本文研究了以粉煤灰、硅粉、聚丙烯纤维为掺合料的高性能混凝土的各种性能。采用不同比例的单掺、复掺方式对水泥进行等量取代,进而使配合比得到调整、优化,确定了17组配合比,并对各组进行了抗压、抗拉强度和耐久性试验研究。主要研究结论如下:(1)粉煤灰、硅粉等矿物掺合料能较好的改善混凝土的工作性能,使其不泌水、不离析、粘聚性好;粉煤灰可以提高混凝土的后期强度;硅粉活性高,对混凝土前期强度有利;两者采用一定比例复掺,可以发挥叠加效应,使得各龄期强度均有提高;纤维的加入对混凝土强度无影响或微有降低,但不会造成较大损失。(2)粉煤灰和硅粉的加入均可不同程度的提高混凝土抗渗能力,硅粉由于颗粒更细小,对混凝土抗渗性的提高更加有利;如采用复掺或加入少量纤维,抗渗效果更好。(3)混凝土的碳化深度随着粉煤灰掺量的增大而增大,随着硅粉掺量增大有稍许减小,但总体碳化深度较小,不会对混凝土保护层造成本质的破坏。(4)一定量的粉煤灰或硅粉可以提高混凝土的抗冻性,但掺量过大,会降低混凝土含气量,致使抗冻性下降;纤维的掺入也以适量为宜,过多掺量会加大薄弱界面,造成抗冻性下降。(5)对于混凝土的干缩而言,粉煤灰可以适当减小各龄期干缩值,而硅粉则由于水化快而对混凝土干缩不利,鉴于此,可以采用复掺粉煤灰和硅粉或加入纤维的方法来进行改善。(6)高性能混凝土的耐久性是一个复杂的问题,在实际工程中可以根据不同结构部位、不同耐久性的要求,有选择的进行矿物掺入,有针对性的来提高混凝土耐久性。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-7 目录 7-11 1 绪论 11-21 1.1 课题研究背景 11-12 1.2 高性能混凝土定义及特点 12-13 1.2.1 高性能混凝土的定义 12-13 1.2.2 高性能混凝土的特点 13 1.3 高性能混凝土的耐久性 13-14 1.4 高性能混凝土及其耐久性研究的意义 14-16 1.5 高性能混凝土及其耐久性的发展研究状况 16-19 1.5.1 普通混凝土到高性能混凝土的发展 16-17 1.5.2 国内外研究现状 17-19 1.6 本文主要研究内容 19-21 2 原材料的选择及性能测定 21-32 2.1 水泥 21-22 2.2 粉煤灰 22 2.3 硅粉 22-23 2.4 聚丙烯纤维 23 2.5 粗集料 23-27 2.6 细集料 27-29 2.7 外加剂 29-30 2.8 水 30-32 3 试验方案与混凝土试件的制备 32-39 3.1 试验方案设计 32-37 3.1.1 基准配合比的确定 32-36 3.1.2 高性能混凝土的配制方案 36-37 3.2 混凝土试件的制备 37-39 3.2.1 试验工作量 37 3.2.2 混凝土试件制备 37-39 4 高性能混凝土的工作性能及力学性能评价 39-66 4.1 引言 39 4.2 高性能混凝土拌和物的工作性能 39-54 4.2.1 高性能混凝土拌和物工作性能试验方法-坍落度仪法 40-46 4.2.2 高性能混凝土拌和物性能试验方法-L形流动仪法 46-54 4.3 高性能混凝土的力学特性 54-64 4.3.1 试验方案及过程 55-57 4.3.2 试验结果与分析 57-64 4.4 本章小结 64-66 5 高性能混凝土抗渗性试验研究 66-78 5.1 引言 66 5.2 混凝土的渗透机理及后果 66-67 5.2.1 混凝土的渗透机理 66-67 5.2.2 混凝土抗渗性差引起的后果 67 5.3 影响混凝土抗渗性的因素 67-68 5.4 混凝土渗透性试验方法 68-69 5.5 本文试验方案 69-77 5.5.1 试验仪器及设备 70 5.5.2 试验步骤 70-72 5.5.3 试验结果分析 72-77 5.6 本章小节 77-78 6 高性能混凝土抗冻融试验研究 78-98 6.1 引言 78 6.2 混凝土的冻融破坏机理及影响因素 78-82 6.2.1 混凝土冻融破坏的机理 78-80 6.2.2 影响混凝土抗冻性的因素 80-82 6.3 混凝土冻融的试验方法简介 82-83 6.4 本文试验方案 83-95 6.4.1 试验设备 84-85 6.4.2 试验步骤 85-87 6.4.3 试验结果及分析 87-95 6.5 本章小结 95-98 7 高性能混凝土碳化试验研究 98-115 7.1 引言 98 7.2 混凝土的碳化机理 98-99 7.3 碳化对混凝土性能的影响及危害 99-101 7.3.1 碳化对混凝土性能的变化 99-100 7.3.2 混凝土碳化造成的危害 100-101 7.4 影响混凝土碳化的因素 101-103 7.5 抑制混凝土碳化的措施 103 7.6 混凝土碳化深度检测方法 103-104 7.7 本文试验方案 104-113 7.7.1 试验设备和仪器 104-105 7.7.2 试验步骤 105-108 7.7.3 本文试验结果与分析 108-113 7.8 本章小结 113-115 8 高性能混凝土干缩性试验研究 115-130 8.1 引言 115 8.2 混凝土的干缩机理及过程 115-119 8.2.1 混凝土干缩机理 115-118 8.2.2 混凝土的干缩过程 118-119 8.3 影响高性能混凝土干缩的因素 119-120 8.4 干缩试验方法简介 120 8.5 试验方案 120-128 8.5.1 试验设备 120-121 8.5.2 试验步骤 121-122 8.5.3 试验结果与分析 122-128 8.6 本章小结 128-130 9 结论与展望 130-132 9.1 结论 130-131 9.2 进一步研究展望 131-132 参考文献 132-135 致谢 135-136 在学期间发表的学术论文及研究成果 136
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品
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