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1、湘潭大学 硕士学位论文 某型特重高强混凝土试验研究 姓名：刘文斌 申请学位级别：硕士 专业：结构工程 指导教师：罗迎社 20070601 湘潭大学工学硕士学位论文 摘 要 本文首先分析了当今混凝土的发展现状，介绍了特重高强混凝土的定义，阐 述了研究开发特重高强混凝土的重要意义，并从洗衣机平衡块国产化研制具体要 求出发叙述了特重高强混凝土的开发和应用前景。 针对某型特重高强混凝土的主要性能来研究其基本的配制理论，提出了制备 技术和途径并说明了原材料及其性能要求。并引伸出适用于特重高强混凝土的配 制方法即正交试验设计法和基于最大密度理论的方法。 根据某型特重高强混凝土的性能指标要求选用合适的试验材
2、料和试验方案， 结合平衡块对特重高强混凝土的各项性能指标要求，对特重高强混凝土配制技术 开展了研究， 分析了各因素对特重高强混凝土的影响， 在此基础上成功配制出 C60 容重超过 2800kg/m3的特重高强混凝土，并给出了最优配合比。 通过对矿物掺和料的各项性能评定和可行性分析，对常见的矿物掺和料如硅 灰、粉煤灰等掺加到特重高强混凝土中并对其相关力学性能以及抗碱腐蚀性进行 试验研究，解释了硅灰、粉煤灰对特重高强混凝土性能影响的原因。试验结果满 足平衡块对特重高强混凝土的相关要求，对实现平衡块的国有化生产具有重要的 实践指导意义，同时对核设施建设项目中混凝土浇筑的质量有一定的参考价值。 最后根
3、据特重高强混凝土的内部微观结构分析了混凝土的破坏机理及其破坏 过程，对比了特重高强混凝土与普通混凝土的区别，分析了矿物掺和料在特重高 强混凝土中发挥的作用并预测了其发展前景。 本文工作受到湘潭市科技局科技项目（潭科字 200314）资助。 关键词：特重高强混凝土；研制；相关性能；正交实验设计；最优配合比；硅灰； 粉煤灰 I 湘潭大学工学硕士学位论文 ABSTRACT The developing present situation of concrete nowadays is first analyzed in this thesis. The definition of Heavyweig
4、ht High-strength Concrete is introduced. The great significance of researching and exploiting Heavyweight High-strength Concrete is elaborated. The foreground of developing and applying of Heavyweight High-strength Concrete base on the request of counterbalance in washers is also narrated. Contrapos
5、ing the main properties of a Heavyweight High-strength Concrete, its basical manufacturing theories is studied, especially the making technique and method are put forward, besides explaining the original material and its characteristic request. The orthogonal experimental designing method and the bi
6、ggest density theories, which are applicable in manufacturing Heavyweight High-strength Concrete are also introduced. According to the characteristic targets of a Heavyweight High-strength Concrete, suitable experimental material and experimental project are chosen. The various properties request of
7、 Heavyweight High-strength Concrete in making counterbalance are combined to investigate the influence of each factor for it. On the basis of them, the Heavyweight High-strength Concrete, which is called C60 and apparent density is 2800 kg/m3, is successfully manufactured, at the same time the optim
8、um proportion is gaved out. Via analyzing and commenting on various properties of different mineral such as silica fume and fly ash, a feasibility study for mixed them into concrete to manufacture a Heavyweight High-strength Concrete is conducted, and its mechanics properties and Alkali-resistant pr
9、operty are tested. Their influences to the properties of the Heavyweight High-strength Concrete are explained by reviewing the micro-structure, and showed that the relative requests to counterbalance in washer are satisfied. No doubt it has great significance in carrying out Chinese-building of the
10、counterbalance and has reference value to engineering on the stocks at the same time. Finally, the breakage principle and breaking process of the Heavyweight High-strength Concrete are analyzed by reviewing the micro-structure. The differences between Heavyweight High-strength Concrete and common co
11、ncrete are contrasted to construe the effect of minerals and the development foreground of the Heavyweight High-strength Concrete is predicted. II 湘潭大学工学硕士学位论文 III This study was supported by the Xiangtan Department of Science and Technology (NO200314). Keywords: Heavyweight High-strength Concrete；M
12、anufacturing technique；Related character； Orthogonal experimental designing； The optimum proportion； Silica fume； Fly ash 湘潭大学湘潭大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期：
13、年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。 本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 湘潭大学工学硕士学位论文 第一章 绪论 1.1 水泥混凝土 水泥混凝土是土建工程中应用最广、用量最大的建筑材料之一，也是当前最 大宗的人造材料，任何一个现代建筑工程都离不开水泥
14、混凝土。从 1824 年英国的 约瑟夫阿斯帕丁(JosephAspdin)取得了生产波特兰水泥的第一个专利起，水泥 混凝土作为建筑材料在工程中的作用和用量越来越大。根据欧洲水泥协会 （CEMBUREAU）1统计，1900 年全世界水泥总产量约为 1 千万吨，到了 1998 年，则为 16 亿吨。如果以每方混凝土平均水泥用量为 250 公斤计算，则 1900 年 浇筑的混凝土仅为 4 千万立方米，而 1998 年约为 64 亿立方米，每人每年平均消 费混凝土 1 立方米。20 世纪全世界水泥总产量如图 1.1 所示。 图 1.1 全世界水泥总产量图 1.1 全世界水泥总产量 Fig.1.1 Wo
15、rld production of cement 由图 1.1 可以看出 20 世纪下半叶水泥消耗量快速增长，当然，这一方面归因 于战后欧洲和日本的基础设施建设；另一方面则是由于许多国家的城市化进程以 及生产水平的提高。到如今，全世界每年生产的混凝土材料已超过 100 亿吨，预 计今后每年生产混凝土将达到 120 亿150 亿吨2。历史学家和社会学家告诉我 们，随着城市化的推进，人们财富逐渐增加，生活水平也不断提高。城市的发展 1 湘潭大学工学硕士学位论文 导致基础设施如宿舍、医院、剧院、餐馆、体育中心等快速增加，从而导致水泥 消耗量的增加。水泥消耗量与人均国民生产总量的关系如图 1.2 所示
16、。 水泥消耗量（kg/人） 收入（1000 美元） 图 1.2 水泥消耗量与人均国民生产总值的关系 图 1.2 水泥消耗量与人均国民生产总值的关系 Fig.1.2 Relationship between the consumption of cement and the gross national product per inhabitant 由图 1.2 可知，在一定的生活水平内，水泥消耗量随生活水平的提高而提高， 但超过一定水平后，水泥消耗量反而有所下降。究其原因，不外乎以下几个方面： (1)城市化进程大致达到饱和；(2)城市基础设施建设都已经基本完成；(3)混凝土 技术的提高使得混凝土得到更好的应用，以致很少的材料消耗量即能满足社会需 求。其中混凝土强度和性能的提高功不可没。与其他常用建筑材料如钢铁、木材、 塑料等相比，水泥混凝土生产能耗低、原料来源广、工艺简便，因而生产成本低； 它还具有耐火，防火、适应性强、应用方便等特点。几种主要建筑材料的生产能 耗见表 1.13。 表 1.1 几种主要建筑材料的生产能耗 表 1.1 几种主
