畢業(yè)論文開題報(bào)告_自密實(shí)混凝土張皓天土木1111資料要點(diǎn)

1、.昆明理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開 題 報(bào) 告題 目： C30自密實(shí)混凝土配合比學(xué) 院： 昆明理工大學(xué)城市學(xué)院專 業(yè)： 土木1111學(xué)生姓名： 張皓天指導(dǎo)教師： 秦昆珍日 期： 2015.3.19一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容1.1 科學(xué)意義自密實(shí)混凝土（Self-Compacting Concrete或Self-Consolidating Concrete，簡(jiǎn)稱SCC），又名高流態(tài)混凝土，即拌合物具有很高的流動(dòng)性而不離析、不泌水，能不經(jīng)振搗或微振搗而自動(dòng)流平并充滿模型和包裹鋼筋的混凝土1，混凝土硬化后，內(nèi)部密實(shí)、均勻、穩(wěn)定，具有良好的力學(xué)性能和耐久性能。自密實(shí)混凝土被稱為近幾十年中混凝土建筑技

2、術(shù)最具革命性的發(fā)展，因?yàn)樽悦軐?shí)混凝土擁有眾多優(yōu)點(diǎn)： 保證混凝土良好地密實(shí)。 提高生產(chǎn)效率。由于不需要振搗，混凝土澆筑需要的時(shí)間大幅度縮短，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低，需要工人數(shù)量減少。 改善工作環(huán)境和安全性。沒有振搗噪音，避免工人長(zhǎng)時(shí)間手持振動(dòng)器導(dǎo)致的手臂振動(dòng)綜合癥。 改善混凝土的表面質(zhì)量。不會(huì)出現(xiàn)表面氣泡或蜂窩麻面，不需要進(jìn)行表面修補(bǔ)；能夠逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或造型。 增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自由度。不需要振搗，可以澆筑成形狀復(fù)雜、薄壁和密集配筋的結(jié)構(gòu)。以前，這類結(jié)構(gòu)往往因?yàn)榛炷翝仓┕さ睦щy而限制采用。 避免了振搗對(duì)模板產(chǎn)生的磨損。 減少混凝土對(duì)攪拌機(jī)的磨損。 可能降低工程整體造價(jià)。從提高施工速度

3、、降低噪音、減少人工和保證質(zhì)量等諸多方面降低成本。由于自密實(shí)混凝土有諸多的優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國(guó)工程技術(shù)人員的青睞。目前，世界各國(guó)都非常重視免振搗的自密實(shí)混凝土的研究與應(yīng)用，為研制現(xiàn)代化的施工方法及體系奠定了基礎(chǔ)，具有廣闊的發(fā)展前景。眾所周知，配制混凝土首先要根據(jù)原材料狀況以及強(qiáng)度塌落度要求確定混凝土配合比。目前混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法一般都是先計(jì)算，再試驗(yàn)調(diào)整，最終達(dá)到要求。因此，配合比計(jì)算也是確定自密實(shí)混凝土配合比的第一個(gè)環(huán)節(jié)。自密實(shí)混凝土配合比與普通混凝土配合比有很大差別，且由于其技術(shù)較新，至今沒有形成統(tǒng)一的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。在任何情況下都能通用的混凝土配合比是不存在的，但針對(duì)自密實(shí)混凝土的特點(diǎn)，

4、通過大量的計(jì)算和試驗(yàn)調(diào)整，有規(guī)律的配合比計(jì)算方法應(yīng)該是能夠找到的。因此，確定自密實(shí)混凝土配合比的計(jì)算方法對(duì)自密實(shí)混凝土的研究與應(yīng)用具有非常重要的意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況早在20世紀(jì)70年代早期，歐洲就已經(jīng)開始使用輕微振動(dòng)的混凝土，但是當(dāng)時(shí)此概念較新，尚有大量問題需要改進(jìn)，因此不能被廣泛的認(rèn)可，未能得到迅速推廣發(fā)展。直到20世紀(jì)80年代后期，SCC才在日本發(fā)展起來。日本發(fā)展SCC的主要原因是解決熟練技術(shù)工人的減少和混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提高之間的矛盾。歐洲在20世紀(jì)90年代中期才將SCC第一次用于瑞典的交通網(wǎng)絡(luò)民用工程上。隨后EC建立了一個(gè)多國(guó)合作SCC指導(dǎo)項(xiàng)目。從此以后，整個(gè)歐洲的SCC應(yīng)用普遍

5、增加，SCC技術(shù)才在全世界范圍內(nèi)推廣開來。20世紀(jì)80年代，日本出現(xiàn)了由于建筑工人的逐漸減少而導(dǎo)致工程質(zhì)量下降的問題，結(jié)構(gòu)的耐久性也不斷下降，為了解決這些問題，日本東京大學(xué)教授岡村甫(Okamura) 2最早提出“免振搗的耐久性混凝土”，并由小澤（Ozawa）3和前川（Maekawa）做了相應(yīng)的基礎(chǔ)研究。1996年，在美國(guó)泰克薩斯大學(xué)講學(xué)中，岡村甫教授稱該混凝土為自密實(shí)高性能混凝土（以下簡(jiǎn)稱自密實(shí)混凝土self-compacting concrete）。之所以稱之高性能，是因?yàn)槠渚哂泻芨叩氖┕ば阅?，能保證混凝土在不利的澆筑條件下也能密實(shí)成型，同時(shí)因使用大量礦物細(xì)摻料而降低混凝土的溫升，提高了其

6、抗劣化的能力，從而提高了混凝土的耐久性。其關(guān)鍵技術(shù)是通過摻加高效減水劑和礦物摻合料，在低水膠比條件下，大幅度提高混凝土拌合物的流動(dòng)性，同時(shí)保證良好的粘聚性、穩(wěn)定性，防止泌水和離析4。至1994年底，日本已有28個(gè)建筑公司掌握了自密實(shí)混凝土的技術(shù)。從日本19921993年各學(xué)會(huì)、技術(shù)刊物等發(fā)表的自密實(shí)高性能混凝土在土木工程中的應(yīng)用實(shí)例來看，自密實(shí)高性能混凝土特別適合于澆筑量大、澆筑高度大、鋼筋密集、有特殊形狀等的工程。日本到2004年自密實(shí)混凝土總應(yīng)用量已超過250萬m3，并有逐年增加之勢(shì)。目前，日本正在致力于將自密實(shí)混凝土從特種混凝土發(fā)展成普通混凝土。典型的工程應(yīng)用實(shí)例是跨度為1990m的明石

7、海峽大橋(懸索橋)，該橋的兩個(gè)錨碇分別使用了24萬m3和15萬m3強(qiáng)度為25MPa的自密實(shí)混凝土。由于采用了自密實(shí)混凝土，使得錨碇的施工工期由2.5年縮短為2年，縮短工期20。在西方也有不振搗的混凝土的應(yīng)用，如美國(guó)西雅圖65層的雙聯(lián)廣場(chǎng)鋼管混凝土柱，28d抗壓強(qiáng)度115MPa?；炷翉牡讓又饘颖盟?無振搗。在美國(guó)為了保證混凝土的澆筑質(zhì)量以保證鋼筋和混凝土的整體性，在密筋的鋼筋混凝土和幾何形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中，也使用高坍落度而能自流平的混凝土，但強(qiáng)調(diào)仍需要適當(dāng)?shù)恼駬v以確保混凝土的足夠密實(shí)。近年來，由于日本應(yīng)用自密實(shí)混凝土的不斷成功，使西方國(guó)家也開始關(guān)注和應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。其中，美國(guó)西雅圖六層的雙聯(lián)廣場(chǎng)鋼

8、管混凝土柱(28d抗壓強(qiáng)度115MPa)是迄今為止自密實(shí)混凝土應(yīng)用中強(qiáng)度最高的實(shí)例。由于采用了超高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土，從底層逐層泵送，無振搗，降低了結(jié)構(gòu)成本的30。荷蘭也是目前應(yīng)用該技術(shù)較為普及的國(guó)家之一，大約有75的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)采用自密實(shí)混凝土。不僅保證了特殊結(jié)構(gòu)施工的需求，也使混凝土制品的性能與外觀質(zhì)量得到了改善和提高。 我國(guó)自密實(shí)混凝土的研究及應(yīng)用相對(duì)較晚，但近幾年得到迅速的發(fā)展。北京、深圳、南京、濟(jì)南、長(zhǎng)沙等城市陸續(xù)有了自密實(shí)混凝土應(yīng)用的報(bào)道，應(yīng)用領(lǐng)域也從房屋建筑擴(kuò)大到水利、橋梁、隧道等大型工程。從1995年開始，澆筑量已超過4萬m3。主要用于地下暗挖、密筋、形狀復(fù)雜等無法澆筑或澆筑困

9、難的部位，同時(shí)也解決了施工擾民等問題，縮短了建設(shè)工期，延長(zhǎng)了構(gòu)筑物的使用壽命。其中具有代表性的工程實(shí)例有：北京首都機(jī)場(chǎng)新航站樓的簡(jiǎn)體墻，西單北大街東側(cè)商業(yè)區(qū)改造的工程，大亞灣核電站的核廢料容器建設(shè)工程，廈門集美歷史風(fēng)貌建筑的保護(hù)工程，長(zhǎng)江三峽等多個(gè)水電站的導(dǎo)流洞、左岸左廠壩的引水工程，潤(rùn)揚(yáng)的長(zhǎng)江大橋的建設(shè)工程，福建萬松關(guān)的隧道工程等，均取得了較好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 近幾年自密實(shí)混凝土在我國(guó)發(fā)展應(yīng)用速度加快，應(yīng)用領(lǐng)域也進(jìn)一步拓展，但國(guó)內(nèi)尚未有統(tǒng)一的工程標(biāo)準(zhǔn)，致使在應(yīng)用中缺乏指導(dǎo)性文件，產(chǎn)生了一些問題，不利于該技術(shù)的推廣應(yīng)用。為此，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)在搜集了國(guó)內(nèi)外有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)資料，翻譯了國(guó)

10、外的有關(guān)資料，并結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況編制了自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（CECS203：2006），推薦給工程建設(shè)、施工和使用單位采用。目前對(duì)自密實(shí)混凝土的研究主要從優(yōu)化配合比入手，結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)質(zhì)量控制、現(xiàn)場(chǎng)施工工藝、工程應(yīng)用等方面展開。在配合比優(yōu)化方面，主要針對(duì)自密實(shí)混凝土對(duì)原材料和配比的敏感性，在大量正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析外加劑、礦物摻合料、骨料質(zhì)量和數(shù)量、水膠比等因素對(duì)自密實(shí)混凝土工作性能的影響，建立定量關(guān)系，利用優(yōu)化理論，研究基于地域材料特點(diǎn)的自密實(shí)混凝土最佳配比方法。在材料性能試驗(yàn)方面，主要測(cè)試混凝土的流變性能和工作性能以及抗?jié)B性能：早期體積穩(wěn)定性如收縮、徐變、溫度變形等；力學(xué)性能如

11、抗壓強(qiáng)度、彈性模量、粘結(jié)強(qiáng)度等。在理論研究方面，如自密實(shí)混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性方面的理論分析比較少,，尤其是早期的收縮機(jī)理，影響因素的數(shù)量及程度、測(cè)量方法、預(yù)測(cè)模型等問題研究較少5。近20年來，由于自密實(shí)混凝土的優(yōu)越性，自密實(shí)混凝土的研究與應(yīng)用實(shí)踐在世界范圍內(nèi)廣泛展開。中南大學(xué)等單位于2005年5月2628日在湖南長(zhǎng)沙主辦了我國(guó)第一次自密實(shí)混凝土技術(shù)方面的國(guó)際研討會(huì)。因此，開發(fā)更加標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化以及實(shí)用化的自密實(shí)混凝土拌合物性能測(cè)試方法是這一研究領(lǐng)域追求的目標(biāo)。自密實(shí)混凝土由于其優(yōu)異的性能特點(diǎn)，給其工程應(yīng)用帶來了極大的便利及廣闊的前景，特別是在一些截面尺寸小的薄壁結(jié)構(gòu)、密集配筋結(jié)構(gòu)等工程

12、施工中顯示出明顯的優(yōu)越性。Domone6對(duì)19932003年11年間自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。目前，自密實(shí)混凝土已廣泛應(yīng)用于一些新建的大型建筑結(jié)構(gòu)、橋梁以及既有結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固工程中。根據(jù)不同的實(shí)際工程需要，已成功開發(fā)了不同類型的自密實(shí)混凝土6,9,4951，如大體積自密實(shí)混凝土、補(bǔ)償收縮自密實(shí)混凝土、自密實(shí)鋼纖維混凝土、自密實(shí)輕集料混凝土、自密實(shí)再生骨料混凝土、自密實(shí)廢棄輪胎混凝土等。1.3研究?jī)?nèi)容初步確定自密實(shí)混凝土的配合比，并通過試驗(yàn)調(diào)整，找出砂率、粉煤灰摻量、水灰比等因素對(duì)自密實(shí)混凝土力學(xué)性能的影響，最終確定自密實(shí)混凝土的最佳配合比。1.4 重點(diǎn)解決的問題從自密實(shí)混凝土的制備原

13、理出發(fā)，通過對(duì)膠凝材料、外加劑、摻合料和砂率系統(tǒng)試驗(yàn)、分析，解決自密實(shí)混凝土流動(dòng)性和抗離析性能之間的矛盾。采用較大的砂率和提高膠凝材料用量的方式提高混凝土的流動(dòng)性能，采用摻合料（粉煤灰）調(diào)節(jié)混凝土的粘度，采用聚羧酸高效減水劑減小混凝土拌合物的屈服應(yīng)力，提高拌合物流動(dòng)速度和耐久性。二 設(shè)計(jì)（論文）的技術(shù)路線及預(yù)期目標(biāo)：1 預(yù)期的目標(biāo)1通過查閱文獻(xiàn)資料，初步確定自密實(shí)混凝土的配合比。根據(jù)現(xiàn)有的試驗(yàn)條件，并通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法來確定試驗(yàn)方案，然后展開試驗(yàn)。通過試驗(yàn)調(diào)整，找出砂率、粉煤灰摻量、水灰比等因素對(duì)自密實(shí)混凝土力學(xué)性能的影響，優(yōu)化混凝土的配合比，最后配制出性能優(yōu)異的粉煤灰自密實(shí)混凝土。2通過前

14、期的試驗(yàn)工作，整理數(shù)據(jù)資料，最終完成一篇合格的畢業(yè)論文。2 研究方法和技術(shù)路線1 研究方法 利用正交試驗(yàn)方法確定試驗(yàn)方案：以塌落度為220mm，強(qiáng)度等級(jí)為C30的混凝土為試驗(yàn)要求來展開試驗(yàn)。主要的試驗(yàn)因素為水灰比、粉煤灰摻量以及砂率，選用萘系高效減FDN。第一步：所選用的因素和水平見下表表3.1因素和水平水平因素水灰比A 粉煤灰摻量 B（%）砂率 C（%）空列D10.52104320.5420453 0.563047所確定的試驗(yàn)方案見下表表3.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案試驗(yàn)號(hào)因素泌水性A B(%)C (%)D10.521043120.522045230.523047340.541043350.542045

15、160.543047270.561043280.562045390.5630471根據(jù)所確定方案，經(jīng)計(jì)算得到以下試驗(yàn)數(shù)據(jù) 表3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)參數(shù)各項(xiàng)摻量試驗(yàn)號(hào)水/kg水泥/kg砂/kg石子/kg粉煤灰/kg外加劑/kg1205354.8 764.9101455.26.152205315.4793.3969.5110.46.393205276.0821.0925.8165.66.624205341.7771.51022.753.25.925205303.7800.5978.4106.36.156205265.7828.9934.6159.46.387205 329.5 777.71030.851

16、.3 5.71 8205292.9807.2986.5102.55.939205256.3836.2 942.9 153.56.15注：1.所選外加劑的減水率按12%計(jì)算，外加劑的摻量為1.5%，粉煤灰的超量取代系數(shù)取為1.42 用水量采用固定值第二步：根據(jù)表1、2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參數(shù)分9組實(shí)驗(yàn)，成型100mm100mm100mm,的標(biāo)準(zhǔn)試件，采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，按不同齡期試壓。試壓結(jié)果見表3.4表3.4 試驗(yàn)壓力統(tǒng)計(jì)表試驗(yàn)號(hào)123456789強(qiáng)度3 技術(shù)路線3.1試驗(yàn)材料及設(shè)備原材料：42.5級(jí)早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥、河砂、碎石、礦物摻合料粉煤灰等，減水劑采用萘系高效減水劑FDN。試驗(yàn)設(shè)備：1混凝土臥式攪

17、拌機(jī)（STWJ-4）2混凝土恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱（STYHX-4）3砂漿養(yǎng)護(hù)箱（STSJX-3）4300KN萬能試驗(yàn)壓力機(jī)5100mm100mm100mm標(biāo)準(zhǔn)試模等3.2 試驗(yàn)流程計(jì)算配合比攪拌成型養(yǎng)護(hù)測(cè)試材料基本參數(shù)測(cè)試3天強(qiáng)度測(cè)試7強(qiáng)度測(cè)試28天強(qiáng)度圖1.試驗(yàn)流程圖三 課題進(jìn)度計(jì)劃（1）第1周第2周（3.21 4.6）大學(xué)期間的專業(yè)課實(shí)驗(yàn)回顧：將骨料、水泥、減水劑、摻合料的各項(xiàng)性能的實(shí)驗(yàn)集中地做一遍，并根據(jù)所得原材料的各項(xiàng)性能來計(jì)算混凝土的配合比，并配制性能優(yōu)異的混凝土。（2）第3周第4周（4.7 4.20）收集資料：畢業(yè)設(shè)計(jì)分組之后，開題接受任務(wù)，然后就開始相關(guān)資料的收集，這個(gè)階段應(yīng)該收集與本

18、研究?jī)?nèi)容有關(guān)的資料（包括從學(xué)術(shù)期刊、論著及網(wǎng)上收集相關(guān)資料）。 （3）第5周第6周（4.21 5.3）方案前的準(zhǔn)備：學(xué)習(xí)消化收集到的有關(guān)資料以及與本研究有關(guān)的知識(shí)。（4）第7周第9周（5.4 5.24）方案確定：根據(jù)前一階段的學(xué)習(xí)以及了解到的本研究?jī)?nèi)容的目前研究狀況確定自己的實(shí)驗(yàn)研究方案，撰寫文獻(xiàn)綜述報(bào)告（5）第10周第11周（4.25 5.8）試驗(yàn)及測(cè)試（6）第12周第13周（5.9 5.22）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，撰寫本科論文。（7）第14周第15周（5.23 6.5）裝訂論文，答辯四 完成課題所需條件及落實(shí)措施：1 相關(guān)的理論基礎(chǔ)1.1完成材料概論、無機(jī)材料物理化學(xué)、復(fù)合材料學(xué)

19、、膠凝材料、硅酸鹽巖相學(xué)、材料分析測(cè)試技術(shù)、混凝土學(xué)、混凝土制品工藝學(xué)、正交設(shè)計(jì)在混凝土中的應(yīng)用、土木工程材料、專業(yè)外語等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。1.2 課題組已有的研究工作基礎(chǔ) 本實(shí)驗(yàn)采用常溫常壓制作試塊，但也可以用加壓加濕等方法。2 現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件2.1原材料各種型號(hào)水泥、砂、石、粉煤灰等礦物摻合料、各種高性能外加劑等。2.2 試驗(yàn)設(shè)備1混凝土臥式攪拌機(jī)（STWJ-4）2混凝土恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱（STYHX-4）3砂漿養(yǎng)護(hù)箱（STSJX-3）4300KN萬能試驗(yàn)壓力機(jī)5100mm100mm100mm標(biāo)準(zhǔn)試模等五 參考文獻(xiàn)、資料：1 參考文獻(xiàn)高性能混凝土的正交試驗(yàn)研究、自密實(shí)混凝土試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)原理、自密

20、實(shí)混凝土、混凝土新技術(shù)2 資料查詢1廉慧珍，張青，張耀凱. 國(guó)內(nèi)外自密實(shí)高性能混凝土研究及應(yīng)用現(xiàn)狀J. 施工技術(shù)，1999 (5) 1-3.。2OKAMURA Hajime, OUCHI Masahiro. Self-compacting concrete:development, present use and future A. In: SKARENDAHL A, PETERSSONO eds. Proceedings of 1st International RILEM Symposiumon Self-Compacting Concrete C. Paris: RILEM Publication SARL,1999. 314.3Ozawa K,et.al.Development of high performance concrete based on the durability design of concrete