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1、毕业设计题目：利用粉煤灰配置高性能混凝土并进行耐久性分析专 业： 材料工程技术 班 级： 材料3123班 学 号： 姓 名： 指导老师： 起止日期： 2014.12 2015.01.12 摘 要高性能混凝土是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上釆用现代混凝土技术制作的混凝土。高性能混凝土是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。高性能混凝土以高耐久性、高工作性、一定的强度和体积稳定性和经济性而著称。本文对针对粉煤灰配制高性能混凝土进行试验研究，可供以后类似配合比设计参考。关键词：高性能混凝土；磨细矿渣粉；粉煤灰目
2、 录第1章 绪 论11.1 摘要1第2章 高性能混凝土概论2第3章 原材料的选择及技术要求3.1 水泥的选用及检测 33.1.1水泥的选用原则33.1.2 水泥实验与检测3 第5章 结论与建议35致 谢36参考文献37附 录37概述随着社会的发展、科学技术的进步,被认为耐久性最好的传统建筑材料混凝土材料的内涵也发生着日新月异的变化,尤其是其性能,即为适应现代化施工需要的拌合物的性能,在严酷的条件下的耐久性以及它的各种物理力学性能,都达到了一个新水平。为与传统的混凝土技术相区别,称之为高性能混凝土(HPC)。高性能砼以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途要求,保证混凝土的适用性和强度并达到高耐
3、久性、高工作性、高体积稳定性和经济性。因此,高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比,选用优质原材料,并除水泥、水、集料外,必须掺加足够数量的磨细矿物掺合料和高性能外加剂。十多年来,由于各国政府对高性能混凝土高度重视,对高性能砼技术进行了大量的研究,取得了丰硕的成果,并在工程实践中推广应用。高性能混凝土它以耐久性为首要设计指标，有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。与传统混凝土不同，高性能混凝土由于具有高耐久性，高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前世界上性能最全面的混凝土，至今已在不少重要工程中得以使用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出独特的优越性，在
4、工程安全使用性、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被各国学者所认可，被认为是今后混凝土技术的发展方向。定义高性能混凝土的配置特点是最低水较比，选用优质原材料，除水泥、水、集料外，还必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。1.1研究背景及意义随着各种新材料,新工艺的出现。一些大型和超大型的混凝土建筑物如高层超高层的大楼,城市立交,跨河跨海大桥,大型隧道等大型的混凝土工程的需要越来越多,也来越多的被兴建。这样的轮工程所在的环境恶劣,施工过程中难度加大。建成的混凝土工程一旦出现问题,维修困难。在这样的情况下,要求新拌混凝土具有良好的施工工作性,而且制成的混凝土要有足够的使用寿
5、命,更要经久耐用。第一节环境设计要求：(一) 满足施工要求的和易性(二) 满足结构设计的强度等级要求(三) 满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求(四) 满足经济原则；在保证混凝土质量的前提下，应尽量节约水泥，合理地使用材料和降低成本配合比法则1. 灰水比法则可塑状态混凝土水灰比的大小决定混凝土硬化后的强度，并影响硬化混凝土的耐久性。混凝土的强度与水泥强度成正比，与灰水比成正比。灰水比一经确定，决不能随意变动。这一法则，要求施工人员必须遵守。对于高性能混凝土，灰 包括所有胶凝材料，因此灰水比亦可称之为胶水比2. 混凝土密实体积法则混凝土的组成是以石子为骨架，以砂子填充石子间的空隙，又以浆体填充砂
6、石空隙，并包裹砂石表面，以减小砂石间的摩擦阻力，保证混凝土有足够的流动性。这样，可塑状态的混凝土总体积为水、水泥、砂、石的密实体积之和。这一法则是计算混凝土配合的基础。高性能混凝土的胶凝材料中包含了密度不同的各组分，因此更应遵守这一法则。3. 最小单位加水量或最小胶凝材料用量法则在灰水比固定、原材料一定的情况下，使用满足工作性的最小加水量可得到体积稳定的、经济的混凝土4. 最小水泥用量法则为降低混凝土的温升、提高混凝土抗环境因素侵蚀的能力。在满足混凝土早期强度要求的前提下，应尽量减小胶凝材料中的水泥用量。第2章 原材料的选择技术要求高性能混凝土所用的组成材料，除传统混凝土所用的水泥、砂、石和水
7、四大组成成分外，还有化学外加剂和矿物外加剂。使用高效的减水剂和磨细的矿物外加剂是使混凝土达到高性能的主要技术措施。前者是降低混凝土的水胶比，增大混凝土和控制混凝土的坍落度损失，赋予混凝土高密致性和良好的工作性；后者能填充胶凝材料的孔隙，参与胶凝材料的水化，除提高混凝土的致密性外，还可以改善混凝土的界面结构，提高混凝土的耐久性与强度。由于高性能混凝土的高性能要求和配置特点，原材料中原来对普通混凝土影响不明显的因素，对高性能混凝土就可能影响显著，因此高性能混凝土和普通混凝土所用原材料的要求有所不同。以下介绍高性能混凝土用各种原材料及技术要求水泥的选用水泥是混凝土和高性能混凝土中最重要的一种胶凝材料
8、，它的选择直接影响混凝土的性能和成本。适用于制备高性能混凝土的水泥必须具有良好的流变性和高的28天强度。高性能混凝土特点之一是水胶比较低,要满足施工工作性的要求,水泥用量就要增大,但为了尽量降低混凝土的内部温升和减少收缩,应尽量降低水泥用量。同时为使混凝土有足够的弹性模量和体积稳定性,对胶凝材料总量也要加以限制。高性能混凝土所有的水泥最好是强度高而且同时具有良好的流变性能。水泥的性能检测序号检验项目单位技术要求检验结果单项评价1细度/300435合格2初凝时间Min45101合格3终凝时间Min600131合格4安定性mm5.01.5合格53d抗压强度MPa17.024.2合格63d抗折强度M
9、Pa3.54.65合格728d抗压强度MPa42.544.5合格828d抗折强度MPa6.57.85合格第2节 集料的选用集料是指混凝土的主要组成材料之一，在混凝土中约占三分之四。正确选择集料的品种是配置高性能混凝土的基础。集料在传统混凝土中主要起骨架作用和减小由于胶凝材料在凝结硬化过程中由于干缩湿胀所引起的体积变化，同时还作为胶凝材料的廉价填充物。在高性能混凝土中，由于胶水比小，水泥石强度提高，集料的差异对混凝土的强度影响很大，集料用量、品种、性能等对流动性、强度和耐久性都有影响。混凝土用石的基本要求混凝土中的粗集料是指大于4.74mm的岩石颗粒。对粗集料的质量要求主要包括:颗粒级配、针片状
10、颗粒含量、含泥量、泥块含量、强度（岩石抗压强度和压碎值指标）、坚固性、有害杂质含量和碱活性。与普通混凝土相比，高性能混凝土强度高，用水较少（水胶比一般小于0.35），集料的性能对混凝土的强度、工作性等将起着极其重要的作用，粗集料的强度、集料-水泥浆界的面黏结强度对高性能的强度影响很大。粗集料强度一般宜为混凝土强度1.5-2.0倍，或压碎指标宜低于10%。一般宜选密实坚硬的石灰岩或深成火山岩，在各种类型的碎石中，通常以石灰岩为最佳，这可能是石灰岩的矿物成分能与水泥浆有较好的结合所致。集料的表观密度、吸水率对高性能混凝土影响很大。配置高强混凝土的粗、细集料的表观密度应在2.65g/cm以上，粗集料
11、的吸水率应在1%左右，细集料的饱和含水率应低于2.5%。石子级配对节约水泥和保证混凝土和易性有很大关系。集料的最大粒径越大，则集料的总表面积越小，混凝土的用水量也越少，水泥用量也越少。但该值过大，使混凝土的和易性变差，易产生离析。集料粒径超过40mm后，由于集料比表面积的减少和混凝土不均匀性的增大，致使混凝土粒径越大，混凝土强度越低。因此，高性能混凝土应使用最大粒径尽量小的粗集料。研究证明：混凝土强度为60-80MPa时，混凝土石子的最大粒径宜在20mm左右。粗集料碎石的选择。粗集料碎石在高性能水泥混凝土中起到骨架的作用。对于碎石,要求各个性能指标均满足设计要求。特别是具有良好的级配。碎石的最
12、大粒径影响混凝土的强度和耐久性,本次设计中采用5-20mm的连续级配,用5-lOmin和10-20mm两种碎石掺配而得。高性能混凝土粗集料的最大粒径强度等级C30-C60C70-C80C90-C100C100以上粗集料最大粒径(mm)30201510类别序号检验项目单位技术要求检验结果单项评价10-20mm1筛分实测2针片状含量%157.6合格3含泥量%1.00.3合格4压碎值%2013.6合格5堆积密度Kg/m13501650合格5-10mm6筛分实测7针片状含量%156.2合格8含泥量%1.00.2合格9堆积密度Kg/m13501550合格规格型号10-20mm试样描述符合标准要求环境条件
13、温度20.5试验规程JTG E42-2005试样质量g12617.7适用范围水泥混凝土22340.5级配范围10-20mm筛孔尺寸mm分计筛余率g分计筛余%累积筛余%通过率规范规格通过率12121212平均下限上限26.5000000100100100190000001001001009.52494.52240.595.395.795.395.74.74.34.54.75107.488.24.13.899.499.50.60.50.62.36000099.499.50.60.50.6筛底10.69.40.40.499.899.90.20.10.2筛余合计质量g2612.52338.1损耗%5.22.4损耗率%0.20.1规格型号10-20mm试样描述符合标准要求环境条件温度20.5试验规程JTG E42-2005试样质量g12617.7适用范围水泥混凝土22340.5级配范围10-20mm筛孔尺寸mm分计筛余率g分计筛余%累积筛余%通过率
