机制砂在巴南高速公路中的应用研究

论文摘要

本文依托《巴南高速公路机制砂应用技术研究》项目,主要针对机制砂混凝土容易出现离析、泌水等和易性差的问题进行系统研究。分析机制砂特性对混凝土和易性的影响规律,机制砂混凝土在配制过程中合理砂率的选用原则,以及对机制砂混凝土进行和易性优化技术措施。另外还探讨了机制砂混凝土配合比设计方法。主要研究内容和成果如下：（1）对C30和C50两个强度等级的机制砂混凝土进行和易性试验,研究机制砂石粉含量、小于0.15mm粒级含量和级配特性对不同强度等级机制砂混凝土和易性的影响规律。结果显示,机制砂中的石粉和小于0.15mm粒级含量能有效改善混凝土的和易性,对不同强度等级混凝土和易性影响规律不同；建议制备C30等低强度等级混凝土,机制砂石粉含量宜控制在8%～12%；制备C50强度等级混凝土,机制砂的石粉含量宜控制在4%～8%；C30混凝土在机制砂D0.15值为13%～20%时混凝土和易性表现良好；C50混凝土在机制砂D0.15值为7%～15%时就表现出了良好的和易性。机制砂的优质级配曲线形状是拉伸的正S形,下凸形次之,拉伸的反S形和上凸形最差。（2）通过对不同特性机制砂制备混凝土的和易性试验研究以及机制砂混凝土和易性优化试验研究,得出机制砂混凝土合理砂率确定原则和和易性优化技术措施。即：机制砂的石粉含量和小于0.15mm粒级含量来确定不同强度等级机制砂混凝土合理砂率；单掺Ⅱ级粉煤灰对机制砂混凝土和易性改善具有最优的经济技术指标。考虑双掺方式时,在普通混凝土中一般考虑级粉煤灰和矿粉复掺改善混凝土的和易性,不但经济合理、而且效果显著。（3）对已有的混凝土配合比全计算法进行改进,以适合机制砂混凝土配合比设计。用最小二乘法对机制砂混凝土的Bolomy系数A、B进行回归分析,得出适用于机制砂混凝土配合比设计的回归系数：A=0.533,B=0.476。通过试验,综合考虑混凝土的力学性能和耐久性指标对水胶比0.28-0.30时最佳浆骨比建议取0.48；水胶比为0.30-0.34最佳浆骨比取值建议0.53。并用改进后的全计算配合比设计方法设计机制砂高性能混凝土,测试其早期、后期强度、抗碳化以及抗氯离子渗透性能,建议C60机制砂高性能混凝土最优的矿物掺合料的掺加方式是10%FA+40%SG。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.1.1 巴南高速公路采用机制砂的必要性
• 1.1.2 机制砂质量标准研究不统一
• 1.1.3 机制砂和机制砂混凝土的性能研究不充分
• 1.1.4 机制砂用于制备混凝土的现实意义
• 1.2 国内外机制砂和机制砂混凝土的研究现状
• 1.2.1 机制砂的特性研究
• 1.2.2 机制砂的生产及生产工艺研究现状
• 1.2.3 机制砂特性对混凝土性能的影响
• 1.2.4 机制砂混凝土配合比设计理论研究现状
• 1.2.5 机制砂混凝土在实际工程中的应用
• 1.3 本文研究目的及内容
• 第2章 试验材料和试验方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 矿物掺合料
• 2.1.3 集料
• 2.1.4 化学外加剂
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 机制砂表观密度、堆积密度和空隙率的测定
• 2.2.2 机制砂压碎指标的测定
• 2.2.3 机制砂筛分试验
• 2.2.4 机制砂石粉含量的测定
• 2.2.5 水泥砂浆试验
• 2.2.6 混凝土试验
• 第3章 机制砂特性的试验研究
• 3.1 筛分结果和级配曲线
• 3.2 石粉含量和细度模数
• 3.3 石粉含量和空隙率
• 3.4 表观密度
• 3.5 压碎指标
• 3.6 本章小结
• 第4章 机制砂混凝土和易性试验研究
• 4.1 混凝土的和易性
• 4.1.1 和易性的定义
• 4.1.2 和易性的评定
• 4.1.3 混凝土和易性的影响因素
• 4.2 机制砂特性对混凝土和易性的影响
• 0.15对和易性的影响'>4.2.1 石粉含量和D_0.15对和易性的影响
• 4.2.2 级配对混凝土和易性影响
• 4.2.3 级配对水泥砂浆性能影响的验证试验研究
• 4.3 机制砂砂率对混凝土和易性影响
• 4.3.1 砂率对不同水灰比混凝土和易性的影响
• 4.3.2 机制砂混凝土合理砂率的研究
• 4.4 外加剂和矿物掺合料对机制砂混凝土和易性影响研究
• 4.4.1 试验方案
• 4.4.2 试验结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 机制砂高性能混凝土配合比设计及试验研究
• 5.1 传统的配合比设计的原则
• 5.2 机制砂混凝土配合比特点
• 5.2.1 恒定用水量原则的调整
• 5.2.2 水灰比与强度关系
• 5.2.3 砂率的选用
• 5.2.4 假定密度法的适用性
• 5.3 全计算配合比设计方法介绍
• 5.3.1 混凝土体积模型的提出
• 5.3.2 混凝土配合比设计中的两个基本关系式
• 5.3.3 高性能混凝土全计算配合比设计步骤
• 5.4 基于机制砂混凝土的全计算配合比设计方法
• 5.4.1 水灰比强度关系系数A和B
• 5.4.2 高性能机制砂混凝土最佳浆骨比试验
• 5.4.3 机制砂混凝土全计算配合比关键参数的选取
• 5.5 机制砂高强高性能混凝土的试验研究
• 5.5.1 掺粉煤灰矿粉机制砂高性能混凝土和易性试验
• 5.5.2 掺粉煤灰矿粉机制砂高性能混凝土抗压强度的研究
• 5.5.3 掺粉煤灰矿粉机制砂高性能混凝土的抗氯离子渗透性能
• 5.5.4 掺粉煤灰矿粉机制砂高性能混凝土的抗碳化性能
• 5.6 本章小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献