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《大连理工大学》 2005年
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大掺量粉煤灰混凝土配合比设计与性能研究

艾红梅  
【摘要】:本文针对目前粉煤灰混凝土配合比设计理论的缺点,将粉煤灰作为混凝土中的一种独立组分,研究了粉煤灰对混凝土的效应,在此基础上提出大掺量粉煤灰混凝土(HFCC)配合比设计理论。主要研究内容为: 1.普通混凝土配合比计算理论的研究 针对我国现行普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2000)的不足,进行了普通混凝土配合比计算理论的研究。根据大量的配合比设计资料,给出混凝土相对强度f_(cuo)/f_c与灰水比C/W间的半经验关系式;根据Bingham体流变力学,推求单位用水量W的理论公式;从紧密填充及改善新拌混凝土工作性出发,推导出砂率S_p的数学模型。这部分研究为后文HFCC的配合比设计提供了理论依据。 2.粉煤灰胶凝系数的研究 提出粉煤灰胶凝系数β的概念。建立了以粉煤灰细度、需水量比和烧失量三个因素为自变量的不同龄期β的数学模型,通过试验,确定了β数学模型中的各试验常数。β反映了粉煤灰对混凝土的综合效应,可直接应用于粉煤灰品质的评价以及大掺量粉煤灰混凝土(HFCC)的配合比设计。 3.粉煤灰品质评价 针对我国现行粉煤灰评价标准的缺点,提出粉煤灰胶凝系数β是由粉煤灰本身性能决定的表征粉煤灰胶凝性的基本参数,可以用来划分粉煤灰等级,评价粉煤灰在混凝土中的品质。这种方法属于组合因子评价法,可信度更高。给出分级方法及各级灰的适用范围,同时与其它粉煤灰评价方法进行对比。 4.大掺量粉煤灰混凝土(HFCC)配合比设计理论的研究 鉴于传统粉煤灰混凝土的配合比设计方法不适用于大掺量粉煤灰混凝土(HFCC),而目前国内外对于HFCC的配合比设计并无一个可以实际操作的方法,本文从粉煤灰胶凝系数的概念出发,把粉煤灰作为混凝土的一个独立组分,区分其在混凝土中的不同作用,提出HFCC配合比设计的四个基本参数:单位用水量W、水胶比W/C+βF、灰胶比 大掺量粉煤灰混凝土配合比设计与性能研究 K和砂率S。;推导出确定四个参数的理论公式;建立了HFCC配合比设计计算模型。 5.大掺量粉煤灰混凝土(HFCC)力学和耐久性能的研究 对大掺量粉煤灰混凝土(HFCC)的主要力学性能(包括立方体抗压强度、轴心抗 压强度、劈拉强度、抗折强度、弹性模量和收缩)以及耐久性能(包括抗氯离子渗透、 抗冻融以及抗碳化耐久性)进行了试验研究,并与普通混凝土进行了对比。分析了粉煤 灰品质和混凝土配合比等因素对HFCC力学和耐久性能的影响规律和作用机理。根据试 验研究和理论分析,对HFCC的耐久性进行评价。 关键词:大掺量粉煤灰混凝土(HFCC)配合比设计胶凝系数粉煤灰品质力 学性能耐久性
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