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1、 编号： 宁 夏 大 学大学生科技创新与人文社会科学研究项目申请表学 院： 土木与水利工程学院 项目名称： 镁渣混凝土泌水性研究 项目主持人： 郭 涛 指导教师： 崔自治 申请日期： 2013 年 10 月 教 务 处 制大学生科技创新和人文社会科学研究项目申请表学 院 土木与水利工程学院 主持人 郭涛 联 系 电 话 13995281366专 业 土木工程 班 级 11 级土木 3 班 E-mail 项目名称：镁渣混凝土泌水性研究 经费预算 4800.00 元申报类型自然人文社科学科文理工农类别自筹小额重点成果形式调研报告 论文研究报告 科技制作姓 名 所 在 学 院 专 业 班 级 联 系
2、 电 话 E-mail韩东 土水学院 土木 11 土木 3 班 13909588562 李磊 土水学院 土木 11 土木 2 班 18295012210 黄茜 土水学院 土混 12 土混 2 班 18395204015 殷帅帅 土水学院 土混 12 土混 3 班 15109601663 项 目参 加者起止时间 2013.04.012014.03.31姓名 职称 联系电话 E-mail指导老师崔自治 教授 13995090533 一、立项依据（项目的意义、及现状分析）：1.研究意义镁渣作为混凝土的活性掺合料可以显著提高混凝土的强度、节约水泥用量、改善混凝土的工作性（改善和易性、降低水化热、提高抗
3、腐蚀能力） ，提高混凝土的某些长期性能，如耐蚀性，抗渗性，耐磨性，抗裂性等，在混凝土中应用已为广大工程技术工作者认可、接受并重视。然而在混凝土的应用过程中，我们发现有流砂水纹缺陷的混凝土，表面强度、抗风化和抗侵蚀的能力较差。同时，水分的上浮在混凝土内留下泌水通道，即产生大量自底部向顶层发展的毛细管通道网，这些通道增加了混凝土的渗透性，盐溶液和水分以及有害物质容易进入混凝土中，使混凝土表面损坏。泌水使混凝土表面的水灰比增大，并出现浮浆，即上浮的水中带有大量的水泥颗粒，在混凝土表面形成返浆层，硬化后强度很低，同时混凝土的耐磨性下降。这对路面等有耐磨要求的混凝土设施是十分有害的。同时，泌水可能在混凝
4、土内部粗骨料、钢筋周围形成水囊，随着水分的逐渐挥发形成空隙，从而影响混凝土的致密性、骨料的界面强度以及混凝土与钢筋间的握裹力。混凝土泌水造成塑性收缩是一个不可逆的变形。泌水引起混凝土地沉降导致混凝土产生塑性裂纹。塑性裂纹的存在会降低水泥石的强度。由于泌水混凝土产生整体沉降，浇注深度大时靠近顶部的拌合物运动距离更长，沉降受到阻碍，如遇到钢筋等障碍时，则产生塑性沉降裂纹，从表面向下直至钢筋的上方。 。分层浇注的混凝土受下层混凝土表面泌水的影响，造成混凝土层间结合强度降低并易形成裂缝。 因此我们研究在混凝土中添加镁渣后对混凝土泌水性的影响是可行的，并且很有必要。2、国内外技术现状、发展趋势粉煤灰掺量
5、为 10% 和 20% 时，粉煤灰混凝土的碳化深度与基准混凝土很接近，几乎无碳化。粉煤灰掺量为 30% 时，其碳化深度也比较小, 掺量为 40%60% 时，粉煤灰混凝土的碳化速率加快。粉煤灰混凝土的抗碳化能力随粉煤灰掺量的增加而减弱，降低粉煤灰混凝土水胶比、掺激发剂及长期养护能相对提高混凝土的抗碳化能力 1。文献2在深入分析水泥水化、矿物掺合料二次水化以及混凝土碳化机理的基础上，建立了复掺矿物掺合料混凝土碳化深度预测模型。大量掺入矿物掺合料，会使混凝土抗碳化的能力大幅降低 3。粉煤灰掺量和水胶比是大掺量粉煤灰混凝土抗碳化的重要因素,其中水胶比是关键因素。在保证低水胶比的情况下,大掺量粉煤灰混凝
6、土的抗碳化性能可以满足工程要求。粉煤灰掺量为 60 %,水胶比为0. 35 时粉煤灰混凝土的碳化性能完全可以满足工程要求。粉煤灰掺量越大,碳化就越严重。水胶比越大,碳化就越严重 4。火力发电是我国发电厂的主体,随着经济的发展,粉煤灰的排放量,利用量,利用率在同步增长。但目前对粉煤灰掺加到混凝土后对其抗碳化性能的影响争议颇多,有些试验结论则是截然相反的,这对工程中大量使用粉煤灰有很大影响。低水胶比是保证掺合料混凝土具有较高抗碳化能力的重要手段之一。合理双掺粉煤灰+矿渣或三掺粉煤灰+矿渣+ 硅灰，不仅能使混凝土获得满足要求的抗碳化能力，还可以大大提高水泥取代量 5。但关于 C80 及其以上混凝土的
7、碳化研究较少，粉煤灰合理的上限掺量不明。3.研究基础崔自治教授主持完成了国家级大学生创新实验项目“银川地区粉煤灰水泥土的力学特性试验研究”，发表论文 4 篇，完成研究报告 1 份。及国家级大学生创新实验项目“镁渣细骨料混凝土的力学性能研究”，发表核心期刊 2 篇。这为本课题的研究提供了良好的基础，将使本课题的研究在较高的起点上进行。申请人参加了 2010 年院级大学生创新实验项目“橡胶颗粒混凝土冻融性研究”，以及 2012 年国家级大学生创新实验项目“镁渣细骨料混凝土的力学性能研究”，熟悉实验程序，有一定的动手能力和组织能力。4.主要参考文献1陈金平.大掺量粉煤灰高性能混凝土碳化性能研究.施工
8、技术,2010,39(4):8-102牛荻涛,李春晖,宋华.复掺矿物掺合料混凝土碳化深度预测模型.西安建筑科技大学学报 ,2010,42(4):464-4683彭波,杨文,王军.大掺量矿物掺合料对预拌混凝土碳化的影响.混凝土 ,2009,(5):108-1104张小艳,许建民,杜应吉.大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能研究.人民长江 ,2010,41(6):74-775宋华,牛荻涛,李春晖.矿物掺合料混凝土碳化性能试验研究.硅酸盐学报 ,2009,37(12):2067-20716普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法GBJ 8285二、项目实施方案、实施计划和可行性分析：1.研究目标得出 C80
9、高掺粉煤灰混凝土的碳化规律，明确粉煤灰对混凝土碳化性能的影响，确定粉煤灰合理的上限掺量，从碳化方面为粉煤灰在高强高性能混凝土中的应用提供理论支撑。2.研究内容各组成材料（镁渣、粉煤灰、水泥，骨料）的物理力学性质测定；实验研究粉煤灰掺量对 C80 混凝土的抗碳化性能的影响。建立粉煤灰掺量与混凝土碳化参数关系模型。3.研究方法和实施方案以粉煤灰掺量为主要因素设计试验方案、制备试件。按规定进行碳化参数测定。依据数据，应用 Excel 建立粉煤灰掺量与混凝土碳化参数关系模型。4.拟解决的关键科学问题粉煤灰对高强混凝土碳化性能的影响规律。5.项目实施计划 2013.04.01-2013.04.30 调查
10、研究、制定详细的试验方案。 2013.05.01-2013.05.31 组成材料基本指标测试。 2013.06.01-2014.01.31 试件制作，碳化实验，作用机理分析。 2014.02.01-2014.02.28 关系模型建立。 2014.03.01-2014.03.31 项目结题，做好评审准备。6.项目可行性分析（前期工作，人员情况，实验条件等）有较好的前期工作基础。指导老师崔自治教授对粉煤灰有多年研究经验，对镁渣、粉煤灰等废料的应用做过较为深入的研究。我们前期查阅了大量文献资料，掌握了相关理论知识和实验技术。课题组成员有较扎实的专业知识，勇于创新的精神。课题组成员有大学生创新实验项目
11、的经历。具备基本的试验技能，有一定的数据处理和机理分析的能力。学校具备试验所用的基本设备。学院领导重视、支持，学生参与意识强，研究氛围浓厚。我们有信心，有能力圆满的完成该项目的研究，并取得预期效果。三、创新点简介：高掺粉煤灰高强高性能混凝土的碳化规律，从碳化方面为粉煤灰在高强高性能混凝土中的应用提供理论支撑。四、预期成果及成果形式1.预期成果：粉煤灰掺量与 C80 混凝土的碳化规律，及关系模型。2.成果形式：研究报告 1 份，论文 1 篇。五、项目经费预算计划（明细表）：序号 科目 预算金额（元）1 材料费： 1600.002 资料费： 1200.003 检测费： 800.004 交通费： 700.005 其他费： 500.006 经费合计： 4800.00指导老师具体意见：项目针对粉煤灰对混凝土碳化存在争议，提出 C80 高掺粉煤灰混凝土的碳化性能研究具有创新性和针对性，研究方案合理可行。同意上报。签字： 年 月 日 学院组织专家意见： 专家组签字：年 月 日学院意见：学院公章 负责人签字：年 月 日宁夏大学学生创新与社会实践指导委员会意见：公章（教务处代章） 负责人签字：年 月 日
