粗骨料形状对混凝土物理和力学性能的影响

论文摘要

本文首先对水泥净浆、水泥胶砂和普通骨料混凝土的物理和力学性能做了系统的试验,分析水灰比、骨料体积含量等因素对它们的影响。然后重点研究了粗骨料形状对混凝土物理和力学性能的影响。最后,提出了有关水泥石和混凝土氯离子扩散系数的解析解。试验结果表明,随着水灰比增大,水泥净浆、水泥胶砂和掺加工粗骨料混凝土的抗压强度、劈拉强度和弹性模量均明显减小,而氯离子扩散系数则会明显增大。对水泥胶砂和普通骨料混凝土,骨料的引入对其抗压强度和劈拉强度无明显影响,但会使弹性模量明显提高、氯离子扩散系数明显降低。对掺加工粗骨料混凝土,粗骨料形状对其力学性能的影响不是很明显,只有当粗骨料掺量达到一定程度的时候才会显现。粗骨料形状越接近球形,对混凝土抗压强度和弹性模量增长越有利,而对劈裂抗拉强度则未必有利。粗骨料形状对其混凝土氯离子扩散的影响则很明显,并且随粗骨料短长轴比的增加而降低。理论方面首先提出了水泥石氯离子扩散系数的简单解析解,用2组独立的试验结果验证了该解的有效性,定量评价了水化度和水灰比对水泥石氯离子扩散系数的影响。然后讨论了混凝土界面体积百分数的解析方法,利用微分有效介质理论导出了混凝土氯离子扩散系数的简单解析解,最后,通过与2组独立试验结果进行比较验证了其有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 有关骨料形状分类的描述
• 1.3.2 氯离子扩散理论
• 1.3.3 水泥石氯离子扩散相关研究
• 1.3.4 骨料对混凝土性能影响的试验研究
• 1.3.5 骨料对混凝土性能影响的理论分析和数值模拟
• 1.4 研究内容及方法
• 第二章 试验材料和试验方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 细骨料
• 2.1.3 粗骨料
• 2.1.4 水
• 2.1.5 盐
• 2.2 试验配合比
• 2.2.1 水泥净浆试验配合比
• 2.2.2 水泥胶砂试验配合比
• 2.2.3 普通骨料混凝土试验配合比
• 2.2.4 加工粗骨料混凝土试验配合比
• 2.3 试件制作
• 2.3.1 试件制作及养护基本要求
• 2.3.2 水泥净浆试块制作
• 2.3.3 水泥胶浆及普通骨料混凝土试件制作
• 2.3.4 加工粗骨料混凝土试件制作
• 2.4 力学性能测试
• 2.4.1 抗压强度测试
• 2.4.2 劈裂抗拉强度测试
• 2.4.3 弹性模量测试
• 2.5 氯离子扩散系数测试
• 2.5.1 氯离子测试方法概述
• 2.5.2 NEL 法试验原理
• 2.5.3 测试过程及注意问题
• 2.6 本章小结
• 第三章 试验结果和分析
• 3.1 抗压强度试验结果
• 3.1.1 水泥净浆抗压强度
• 3.1.2 水泥胶砂抗压强度
• 3.1.3 普通骨料混凝土抗压强度
• 3.1.4 加工粗骨料混凝土抗压强度
• 3.2 劈裂抗拉强度试验结果
• 3.2.1 水泥净浆劈裂抗拉强度
• 3.2.2 水泥胶砂劈裂抗拉强度
• 3.2.3 普通骨料混凝土劈裂抗拉强度
• 3.2.4 加工粗骨料混凝土劈裂抗拉强度
• 3.3 弹性模量试验结果
• 3.3.1 水泥净浆弹性模量
• 3.3.2 水泥胶砂弹性模量
• 3.3.3 普通骨料混凝土弹性模量
• 3.3.4 加工粗骨料混凝土弹性模量
• 3.4 氯离子扩散系数试验结果
• 3.4.1 水泥净浆氯离子扩散系数
• 3.4.2 水泥胶砂氯离子扩散系数
• 3.4.3 普通骨料混凝土氯离子扩散系数
• 3.4.4 加工粗骨料混凝土氯离子扩散系数
• 3.5 本章小结
• 第四章 氯离子扩散系数的简单解析解
• 4.1 水泥石氯离子扩散系数
• 4.1.1 水泥石孔隙率的计算
• 4.1.2 水泥石氯离子扩散系数确定
• 4.1.3 实验验证
• 4.1.4 水化度对水泥石氯离子扩散系数影响的定量评价
• 4.2 混凝土氯离子扩散系数
• 4.2.1 界面体积百分数的计算
• 4.2.2 氯离子扩散系数的计算
• 4.2.3 实验验证
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士硕士期间发表学术论文