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特细砂泵送混凝土收缩特性试验研究

作 者: 张向斌
导 师: 娄宗科
学 校: 西北农林科技大学
专 业: 水工结构工程
关键词: 特细砂 泵送混凝土 强度 塑性收缩 干燥收缩
分类号: TV431.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 57次
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内容摘要


经过几十年大规模的工程建设,中粗砂资源日渐匮乏,开发利用特细砂拌制混凝土已成为节约资源、降低成本的重要途径。研究大流动性特细砂混凝土的强度发展规律和收缩特性,对特细砂混凝土泵送施工及其推广应用具有重要的理论意义和应用价值。本文针对特细砂泵送混凝土强度低、易开裂、收缩大等急待解决的问题,首先采用二次通用旋转组合设计安排试验,研究砂率、水胶比、粉煤灰掺量、减水剂掺量和骨料级配五个主要混凝土配制参数对强度的影响规律。提出适合泵送的特细砂混凝土配制参数取值范围及较优参数组合。在此基础上,采用平板试验法,分别从材料性能、配比参数和环境因素三方面研究了其对混凝土塑性收缩的影响;从配制参数、抗裂组分和外加剂三方面研究混凝土自由干燥收缩率和约束收缩率,得出以下主要结论:⑴影响特细砂泵送混凝土强度的因素主次顺序为水胶比>粉煤灰掺量>减水剂掺量>砂率>粗骨料级配。利用特细砂配制泵送混凝土的有效途径是掺用粉煤灰和减水剂尽量减小水胶比。在试验选定的研究范围内,砂率和粗骨料级配则对混凝土的强度影响不显著,可根据混凝土可泵性等其它技术指标确定其合理取值范围。⑵特细砂泵送混凝土强度随着砂率的增大先升后降;水胶比和粉煤灰掺量越大,混凝土强度愈低;减水剂由小增大的过程中,混凝土强度先增大后减小,最优掺量为0.64%;当中石、小石均为50%时,混凝土抗压强度最高。(3)配制特细砂泵送混凝土水胶比取值范围宜为0.35~0.45,砂率宜为27%~31%,粉煤灰掺量宜在15%~25%。配制强度等级为C40、可泵性良好的特细砂泵送混凝土配制参数的最优组合为水胶比0.35、粉煤灰掺量15%、砂率31%、减水剂掺量1.0%,20~40㎜卵石占粗骨料总量的50%~75%。(4)粉煤灰在特细砂泵送混凝土中使用能使塑性收缩裂缝面积减小42.7%~57.9%。高效减水剂能使混凝土塑性裂缝面积减少23.0%~57.3%。聚丙烯纤维能使混凝土塑性裂缝面积分别减少11.8%~62.6%,且能使塑性裂缝细化。掺泵送剂、引气剂也能有效减小混凝土塑性收缩。(5)特细砂泵送混凝土存在临界砂率使混凝土塑性收缩较小,砂率由小增大的过程中,混凝土裂缝面积先减后增。砂率不能过大或过小,存在最优砂率。在试验范围内,砂率为27%时特细砂泵送混凝土塑性收缩最小。(6)影响混凝土塑性收缩环境因素的主次顺序为表面温度>表面风速>环境温度>空气相对湿度>混凝土浇筑温度。各环境因素之间对混凝土水分蒸发速率和裂缝面积的影响呈线性相关,交互效应不明显。(7)混凝土后期的干燥收缩随着水胶比的减小而增大。在特细砂泵送混凝土中掺加尽可能多的大粒径石子有利于混凝土抗裂性能。(8)掺用粉煤灰聚、聚丙烯纤维和膨胀剂能有效减少混凝土干燥收缩。90d龄期混凝土,掺粉煤灰比不掺粉煤灰混凝土自由干缩率降低13.6%~24.9%,约束收缩减小14.1%~25.8%;掺入纤维能减小自由干燥收缩18%~33%,减小约束收缩12%~24%;膨胀剂减小自由干燥收缩14%~23%,约束收缩10%~25%。(9)早强剂会增加混凝土干燥收缩,并且混凝土干燥收缩率在整个试验龄期内随着早强剂掺量的增加而增加。90d龄期掺加早强剂可增加自由干燥收缩率5%~12%,约束收缩率增加13%~24%。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-24
  1.1 问题的提出  11-17
    1.1.1 特细砂混凝土产生及发展  11-12
    1.1.2 特细砂泵送混凝土技术特点  12-14
    1.1.3 特细砂泵送混凝土收缩特性研究的必要性  14-17
  1.2 特细砂泵送混凝土国内外研究进展  17-21
    1.2.1 强度  17
    1.2.2 塑性收缩  17-20
    1.2.3 干燥收缩  20-21
  1.3 本课题研究的内容  21-24
    1.3.1 特细砂泵送混凝土强度研究  21
    1.3.2 特细砂泵送混凝土塑性收缩研究  21-22
    1.3.3 特细砂泵送混凝土干燥收缩研究  22-24
第二章 材料与方法  24-31
  2.1 试验原材料  24-27
    2.1.1 水泥  24
    2.1.2 粉煤灰  24-25
    2.1.3 骨料  25-26
    2.1.4 聚丙烯纤维  26
    2.1.5 外加剂  26-27
  2.2 试验方法  27-31
    2.2.1 抗压强度试验方法  27
    2.2.2 塑性收缩试验方法  27-29
    2.2.3 干燥收缩试验方法  29-31
第三章 特细砂泵送混凝土抗压强度试验研究  31-48
  3.1 实验因子分析  31-33
    3.1.1 砂率  31-32
    3.1.2 水胶比  32
    3.1.3 粉煤灰掺量  32
    3.1.4 减水剂掺量  32-33
    3.1.5 粗骨料级配  33
  3.2 试验设计  33-34
    3.2.1 试验设计方法选择  33
    3.2.2 试验安排及结果  33-34
  3.3 试验结果分析  34-46
    3.3.1 回归模型建立与检验  34-38
    3.3.2 因素主次分析  38
    3.3.3 单因素效应分析  38-40
    3.3.4 两因素交互效应分析  40-45
    3.3.5 最优组合  45-46
  3.4 本章小结  46-48
第四章 特细砂泵送混凝土塑性收缩研究  48-78
  4.1 材料对混凝土塑性收缩的影响  48-59
    4.1.1 粉煤灰  48-51
    4.1.2 泵送剂  51-53
    4.1.3 高效减水剂  53-55
    4.1.4 引气剂  55-57
    4.1.5 聚丙烯纤维  57-59
  4.2 配制参数对混凝土塑性收缩的影响  59-67
    4.2.1 砂细度模数  59-62
    4.2.2 砂率  62-65
    4.2.3 水胶比  65-67
  4.3 环境因素对混凝土塑性收缩的影响  67-75
    4.3.1 影响混凝土塑性开裂的环境因素分析  67-71
    4.3.2 环境因素耦合效应对塑性开裂的影响  71-75
  4.4 讨论与本章小结  75-78
    4.4.1 讨论  75-77
    4.4.2 本章小结  77-78
第五章 特细砂泵送混凝土干燥收缩试验研究  78-96
  5.1 配制参数对干燥收缩的影响  78-84
    5.1.1 砂细度模数  78-80
    5.1.2 水胶比  80-81
    5.1.3 砂率  81-83
    5.1.4 骨料最大粒径  83-84
  5.2 几种抗裂组分对干燥收缩的影响  84-91
    5.2.1 粉煤灰  84-86
    5.2.2 聚丙烯纤维  86-88
    5.2.3 膨胀剂  88-89
    5.2.4 抗裂型防水剂  89-91
  5.3 外加剂对干燥收缩的影响  91-94
    5.3.1 早强减水剂  91-92
    5.3.2 引气剂  92-93
    5.3.3 泵送剂  93-94
  5.4 本章小结  94-96
第六章 结论与展望  96-99
  6.1 主要研究结论  96-98
    6.1.1 关于特细砂泵送混凝土强度  96
    6.1.2 关于特细砂泵送混凝土塑性收缩问题  96-97
    6.1.3 关于特细砂泵送混凝土干燥收缩问题  97-98
  6.2 尚需进一步研究的问题  98-99
参考文献  99-102
致谢  102-103
作者简介  103

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水工材料 > 水工混凝土和砂浆 > 水工混凝土 > 其他
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