yc畢業(yè)設(shè)計(jì)-副本1(一)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：利用粉煤灰配置高性能混凝土并進(jìn)行耐久性分析業(yè):級(jí):號(hào):材料工程技術(shù)材料3123班031姓 名:姚星馳指導(dǎo)老師:薛振華起止日期:誠(chéng)信承諾本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本人獨(dú)立完成，沒有任何抄襲行為，如有不實(shí)，一經(jīng)查由，本人自愿承擔(dān)一切后果。承諾人:陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績(jī)?cè)u(píng)定表班級(jí)姓名學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)（論文）題目成績(jī)指導(dǎo)教師評(píng)分答辯評(píng)分總成績(jī)指導(dǎo)教師評(píng)語:指導(dǎo)教師簽名:系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯小組評(píng)語:答辯小組組長(zhǎng)簽名:日注：1.根據(jù)專業(yè)具體實(shí)際情況，如未安排答辯環(huán)節(jié)，答辯評(píng)分及答辯小組評(píng)語可不填寫。摘要高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用

2、現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土。高性能混凝土是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求的混凝土，能最大限度地延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，降低工程造價(jià)。高性能混凝土以高耐久性、高工作性、一定的強(qiáng)度和體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性而著稱。本文對(duì)針對(duì)粉煤灰配制高性能混凝土進(jìn)行試驗(yàn)研究，可供以后類似配合比設(shè)計(jì)參考。關(guān)鍵詞：高性能混凝土；磨細(xì)礦渣粉；粉煤灰錯(cuò)誤 !未定義書簽。第1章緒論摘要第2章高性能混凝土概論1錯(cuò)誤!未定義書簽。第3章原材料的選擇及技術(shù)要求水泥的選用及檢測(cè)3水泥的選用原則3水泥實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)3錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。第5章結(jié)論與建議致謝參考文獻(xiàn)附錄概述隨著社會(huì)的

3、發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,被認(rèn)為耐久性最好的傳統(tǒng)建筑材料混凝土材料的內(nèi)涵也發(fā)生著日新月異的變化,尤其是其性能,即為適應(yīng)現(xiàn)代化施工需要的拌合物的性能,在嚴(yán)酷的條件下的耐久性以及它的各種物理力學(xué)性能都達(dá)到了一個(gè)新水平。為與傳統(tǒng)的混凝土技術(shù)相區(qū)別,稱之為高性能混凝土(HPC)。高性能碎以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo),針對(duì)不同用途要求，保證混凝土的適用性和強(qiáng)度并達(dá)到高耐久性、高工作性、高體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。因此,高性能混凝土在配制上的特點(diǎn)是低水膠比,選用優(yōu)質(zhì)原材料,并除水泥、水、集料外,必須摻加足夠數(shù)量的磨細(xì)礦物摻合料和高性能外加劑。十多年來,由于各國(guó)政府對(duì)高性能混凝土高度重視,對(duì)高性能砼技術(shù)進(jìn)行了大量的研究

4、,取得了豐碩的成果,并在工程實(shí)踐中推廣應(yīng)用。高性能混凝土它以耐久性為首要設(shè)計(jì)指標(biāo)，有可能為基礎(chǔ)設(shè)施工程提供100年以上的使用壽命。與傳統(tǒng)混凝土不同，高性能混凝土由于具有高耐久性，高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性，被認(rèn)為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，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程中顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性，在工程安全使用性、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境條件的適應(yīng)性等方面產(chǎn)生了明顯的效益，因此被各國(guó)學(xué)者所認(rèn)可，被認(rèn)為是今后混凝土技術(shù)的發(fā)展方向。定義高性能混凝土的配置特點(diǎn)是最低水較比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，除水泥、水、集料外，還必須摻加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料和高效外加劑。

5、研究背景及意義隨著各種新材料,新工藝的出現(xiàn)。一些大型和超大型的混凝土建筑物如高層超高層的大樓,城市立交,跨河跨海大橋,大型隧道等大型的混凝土工程的需要越來越多,也來越多的被興建。這樣的輪工程所在的環(huán)境惡劣,施工過程中難度加大。建成的混凝土工程一旦出現(xiàn)問題,維修困難。在這樣的情況下,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夠的使用壽命,更要經(jīng)久耐用。第一節(jié)環(huán)境設(shè)計(jì)要求：（一）滿足施工要求的和易性（二）滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)要求（三）滿足工程所處環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的要求（四）滿足經(jīng)濟(jì)原則；在保證混凝土質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量節(jié)約水泥，合理地使用材料和降低成本配合比法則1. 灰水比法則

6、可塑狀態(tài)混凝土水灰比的大小決定混凝土硬化后的強(qiáng)度，并影響硬化混凝土的耐久性?；炷恋膹?qiáng)度與水泥強(qiáng)度成正比，與灰水比成正比?；宜纫唤?jīng)確定，決不能隨意變動(dòng)。這一法則，要求施工人員必須遵守。對(duì)于高性能混凝土，灰包括所有膠凝材料，因此灰水比亦可稱之為膠水比2. 混凝土密實(shí)體積法則混凝土的組成是以石子為骨架，以砂子填充石子間的空隙，又以漿體填充砂石空隙，并包裹砂石表面，以減小砂石間的摩擦阻力，保證混凝土有足夠的流動(dòng)性。這樣，可塑狀態(tài)的混凝土總體積為水、水泥、砂、石的密實(shí)體積之和。這一法則是計(jì)算混凝土配合的基礎(chǔ)。高性能混凝土的膠凝材料中包含了密度不同的各組分，因此更應(yīng)遵守這一法則。3. 最小單位加水量或

7、最小膠凝材料用量法則在灰水比固定、原材料一定的情況下，使用滿足工作性的最小加水量可得到體積穩(wěn)定的、經(jīng)濟(jì)的混凝土4. 最小水泥用量法則為降低混凝土的溫升、提高混凝土抗環(huán)境因素侵蝕的能力。在滿足混凝土早期強(qiáng)度要求的前提下，應(yīng)盡量減小膠凝材料中的水泥用量。第2章原材料的選擇技術(shù)要求高性能混凝土所用的組成材料，除傳統(tǒng)混凝土所用的水泥、砂、石和水四大組成成分外，還有化學(xué)外加劑和礦物外加劑。使用高效的減水劑和磨細(xì)的礦物外加劑是使混凝土達(dá)到高性能的主要技術(shù)措施。前者是降低混凝土的水膠比，增大混凝土和控制混凝土的坍落度損失，賦予混凝土高密致性和良好的工作性；后者能填充膠凝材料的孔隙，參與膠凝材料的水化，除提高

8、混凝土的致密性外，還可以改善混凝土的界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土的耐久性與強(qiáng)度。由于高性能混凝土的高性能要求和配置特點(diǎn)，原材料中原來對(duì)普通混凝土影響不明顯的因素，對(duì)高性能混凝土就可能影響顯著，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。以下介紹高性能混凝土用各種原材料及技術(shù)要求水泥的選用水泥是混凝土和高性能混凝土中最重要的一種膠凝材料，它的選擇直接影響混凝土的性能和成本。適用于制備高性能混凝土的水泥必須具有良好的流變性和高的28天強(qiáng)度。高性能混凝土特點(diǎn)之一是水膠比較低，要滿足施工工作性的要求，水泥用量就要增大但為了盡量降低混凝土的內(nèi)部溫升和減少收縮，應(yīng)盡量降低水泥用量。同時(shí)為使混凝土有足夠的

9、彈性模量和體積穩(wěn)定性，對(duì)膠凝材料總量也要加以限制。高性能混凝土所有的水泥最好是強(qiáng)度高而且同時(shí)具有良好的流變性能。水泥的性能檢測(cè)序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目單位技術(shù)要求檢驗(yàn)結(jié)果單項(xiàng)評(píng)價(jià)1細(xì)度m2/kg>300435合格2初凝時(shí)間Min>45101合格3終凝時(shí)間Min<600131合格4安定性mm合格53d抗壓強(qiáng)度MPa合格63d抗折強(qiáng)度MPa合格728d抗壓強(qiáng)度MPa合格828d抗折強(qiáng)度MPa合格第2節(jié)集料的選用集料是指混凝土的主要組成材料之一，在混凝土中約占三分之四。正確選擇集料的品種是配置高性能混凝土的基礎(chǔ)。集料在傳統(tǒng)混凝土中主要起骨架作用和減小由于膠凝材料在凝結(jié)硬化過程中由于干縮濕脹所引

10、起的體積變化，同時(shí)還作為膠凝材料的廉價(jià)填充物。在高性能混凝土中，由于膠水比小，水泥石強(qiáng)度提高，集料的差異對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響很大，集料用量、品種、性能等對(duì)流動(dòng)性、強(qiáng)度和耐久性都有影響?；炷劣檬幕疽蠡炷林械拇旨鲜侵复笥诘膸r石顆粒。對(duì)粗集料的質(zhì)量要求主要包括：顆粒級(jí)配、針片狀顆粒含量、含泥量、泥塊含量、強(qiáng)度（巖石抗壓強(qiáng)度和壓碎值指標(biāo)）、堅(jiān)固性、有害雜質(zhì)含量和堿活性。與普通混凝土相比，高性能混凝土強(qiáng)度高，用水較少（水膠比一般小于），集料的性能對(duì)混凝土的強(qiáng)度、工作性等將起著極其重要的作用，粗集料的強(qiáng)度、集料-水泥漿界的面黏結(jié)強(qiáng)度對(duì)高性能的強(qiáng)度影響很大。粗集料強(qiáng)度一般宜為混凝土強(qiáng)度倍，或壓碎指

11、標(biāo)宜低于10%一股直選密實(shí)堅(jiān)硬的石灰?guī)r或深成火山巖，在各種類型的碎石中，通常以石灰?guī)r為最佳，這可能是石灰?guī)r的礦物成分能與水泥漿有較好的結(jié)合所致。集料的表觀密度、吸水率對(duì)高性能混凝土影響很大。配置高強(qiáng)混凝土的粗、細(xì)集料的表觀密度應(yīng)在cm3以上，粗集料的吸水率應(yīng)在1%生右，細(xì)集料的飽和含水率應(yīng)低于石子級(jí)配對(duì)節(jié)約水泥和保證混凝土和易性有很大關(guān)系。集料的最大粒徑越大，則集料的總表面積越小，混凝土的用水量也越少，水泥用量也越少。但該值過大，使混凝土的和易性變差，易產(chǎn)生離析。集料粒徑超過40mmB,由于集料比表面積的減少和混凝土不均勻性的增大，致使混凝土粒徑越大，混凝土強(qiáng)度越低。因此，高性能混凝土應(yīng)使用最

12、大粒徑盡量小的粗集料。研究證明：混凝土強(qiáng)度為60-80MPa時(shí)，混凝土石子的最大粒徑直在20mmfc右。粗集料碎石的選擇。粗集料碎石在高性能水泥混凝土中起到骨架的作用。對(duì)于碎石，要求各個(gè)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。特別是具有良好的級(jí)配。碎石的最大粒徑影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性,本次設(shè)計(jì)中采用5-20mm的連續(xù)級(jí)配，用5-lOmin和10-20mm兩種碎石摻配而得。高性能混凝土粗集料的最大粒徑強(qiáng)度等級(jí)C30-C60C70-C80C90-C100C100以上粗集料最人粒徑（mm）<30<20<15<10類別序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目單位技術(shù)要求檢驗(yàn)結(jié)果單項(xiàng)評(píng)價(jià)10-20mm1篩分實(shí)測(cè)2針片狀含

13、量%15合格3含泥量%<合格4壓碎值%<20合格5堆積密度Kg/m3>13501650合格5-10mm6篩分實(shí)測(cè)7針片狀含量%<15合格8含泥量%<合格9堆積密度Kg/m3>13501550合格規(guī)格型號(hào)10-20mm試樣描述符合標(biāo)準(zhǔn)要求環(huán)境條件溫度c試驗(yàn)規(guī)程JTGE42-2005試樣質(zhì)量g1適用范圍水泥混凝土2級(jí)配范圍10-20mm篩孔尺寸mm分計(jì)篩余率g分計(jì)篩余累積篩余通過率規(guī)范規(guī)格通過率12121212平均下限上限000000100100100190000001001001000000篩底篩余合計(jì)質(zhì)量g損耗損耗率規(guī)格型號(hào)10-20mm試樣描述符合標(biāo)準(zhǔn)要求

14、環(huán)境條件溫度c試驗(yàn)規(guī)程JTGE42-2005試樣質(zhì)量g1水泥混凝土適用范圍2級(jí)配范圍10-20mm篩孔尺寸mm分計(jì)篩余率g分計(jì)篩余累積篩余通過率規(guī)范規(guī)格通過率12121212平均下限上限1900000010010010080,1篩底篩余合計(jì)質(zhì)量g55損耗損耗率結(jié)論；需摻配使用混凝土用砂的基本要求混凝土中的細(xì)集料是指粒徑小于的巖石顆粒。對(duì)細(xì)集料的質(zhì)量要求主要包括：顆粒級(jí)配、細(xì)度模數(shù)、含泥量、泥塊含量、堅(jiān)固性、有害雜質(zhì)含量和堿活性。含泥量和泥塊含量是集料中塵屑、淤泥和黏土等的總質(zhì)量，這類黏土雜質(zhì)對(duì)混凝土拌合物的和易性及硬化混凝土的抗凍、抗?jié)B和收縮等性能都有一定的影響，對(duì)高強(qiáng)度混凝土的影響更大些，在

15、配制高性能混凝土?xí)r，必須嚴(yán)格控制。采用海砂配制時(shí)，其氯離子含量應(yīng)符合下列規(guī)定：素混凝土中使用海砂，氯離子含量不予限制；對(duì)鋼筋混凝土，海砂中氯離子含量不應(yīng)大于%（以干砂質(zhì)量的百分率計(jì)）；對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土不宜采用海砂，若必須使用海砂時(shí)，則應(yīng)經(jīng)淡水沖洗，其氯離子含量不得大于%高性能混凝土通常選用細(xì)度模數(shù)的中粗砂，且最好篩的累積篩余大于98班最好，能使空隙率達(dá)最低。砂率的影響混凝土中的砂率影響新拌混凝土的施工工作性。砂率越大，新拌混凝土和易性變差，砂率過小，同樣新拌混凝土的和易性變差。砂的指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目單位技術(shù)要求檢驗(yàn)結(jié)果單位評(píng)價(jià)1篩分/實(shí)測(cè)2含泥量%合格3泥塊含量%<合格4堆積密度Kg

16、/m3>13501450合格粉煤灰粉煤灰（簡(jiǎn)稱FA）是發(fā)電廠燃煤鍋爐排出的細(xì)顆粒廢澄，又稱飛灰，顆粒直徑一般為0.001-0.050mm,呈玻璃態(tài)實(shí)心或空心的球狀顆粒,表面比較致密。是一種具有潛在火山灰活性的物質(zhì)。優(yōu)質(zhì)粉煤灰用于混凝土中，作為膠凝材料的一種，可減少水泥用量、節(jié)約成本，又能改善和易性、減少泌水、離析現(xiàn)象，改善混凝土的性能。具有緩凝、減水，提高密實(shí)度和后期強(qiáng)度，降低水化熱，抑制干裂、收縮，增強(qiáng)抗酸堿反應(yīng)能力的作用，提高水泥和混凝土的后期強(qiáng)度及耐久性指標(biāo)等。粉煤灰可以提高不同階段的高性能混凝土的性能。主要從以下幾個(gè)方面。在新拌的混凝土中，利用粉煤灰的滾輪效應(yīng)和微集料效應(yīng)，可以一

17、定程度上降低混凝土的單位用水量。提高混凝土的流動(dòng)性，提高混凝土的可粟性。在硬化中的混凝土中,摻加粉煤灰的混凝土可以降低水泥水化的水化熱，降低溫縮出現(xiàn)的可能性。在硬化后的混凝土中，利用粉煤灰的火山灰效應(yīng)，可以提高混凝土的后期強(qiáng)度以及抗凍性、抗氯離子滲透能力等混凝土的耐久性。在進(jìn)行粉煤灰的選擇的時(shí)候重點(diǎn)應(yīng)關(guān)注粉煤灰的氧化物含量和粉煤灰的燒失量、需水量比。經(jīng)過材料試驗(yàn)，結(jié)果如下序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目單位技術(shù)要求檢驗(yàn)結(jié)果單項(xiàng)評(píng)價(jià)1細(xì)度%合格2需水量比<9590合格3燒失量%合格結(jié)論原材料符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可以使用混凝土配合比要求渭南渭河大橋的一座橋梁為依托,所處的環(huán)境為河水環(huán)境,抗凍等級(jí)為F300,強(qiáng)度等級(jí)C

18、50,混凝土設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是防止河水中的氯離子接觸到鋼筋，使鋼筋誘蝕，從而縮短橋梁的使用期限,也就是耐久性。在這種情況下,這次高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)不僅要滿足新拌混凝土的施工工作性,更要以抗氯離子滲透和抗凍融循環(huán)這些耐久性的控制指標(biāo)。1、為了滿足高性能混凝土所處的河水環(huán)境,要求混凝土有較高的抗?jié)B透能力。在進(jìn)行混凝土的配合比設(shè)計(jì)的時(shí)候,盡最大可能的使凝結(jié)硬化后的混凝土結(jié)構(gòu)致密。盡可能的降低孔隙率,通過摻加超細(xì)的活性混合材粉煤灰來提高混凝土的抗?jié)B透性能。2、為了滿足混凝土的抗凍等級(jí),在普通混凝土很難達(dá)到的情況下,采用摻加引氣劑,引入閉合的微小的氣泡來提高混凝土的抗凍等級(jí),加入引氣劑還可以提高新拌混凝

19、土的施工工作性。4、高性能混凝土要求流動(dòng)性大,需要摻加高效減水劑。通過摻加高效減水劑起到降低水膠比和提高流動(dòng)性的目的。5、高性能混凝土骨料的選擇要從骨料的潔凈程度、骨料的強(qiáng)度、骨料的級(jí)配和骨料的最大粒徑等各個(gè)方面選擇優(yōu)質(zhì)的骨料。粗骨料的最大粒徑會(huì)影響高性能混凝土的強(qiáng)度和施工和易性,在本次設(shè)計(jì)采用的5-lOran,10-20mm碎石,細(xì)骨料選擇濰河砂。在滿足新拌混凝土施工工作性的前提下,盡可能的降低水膠比,以提高混凝土的密實(shí)度、強(qiáng)度和耐久性。配合比材料選用1、粗集料碎石的選擇。粗集料碎石在高性能水泥混凝土中起到骨架的作用。對(duì)于碎石,要求各個(gè)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。特別是具有良好的級(jí)配。碎石的最大

20、粒徑影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性，本次設(shè)計(jì)中采用5-20mm的連續(xù)級(jí)配，用5-lOmin和10-20mmW種碎石摻配而得。摻配比例通過碎石的蹄分試驗(yàn)和級(jí)配設(shè)計(jì)得到。2、細(xì)集料的選擇。細(xì)集料砂主要起填充的作用?，F(xiàn)在常用的砂有海砂,河砂、山砂和人工砂。在鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)中考慮到氯離子的含量不能使用海砂。山砂由于雜質(zhì)，含泥量一般超標(biāo)一般也不采用。用的最多的是河砂。工程所在地渭南，所以采用渭河河砂。同時(shí)要求砂的粗細(xì)程度和良好的級(jí)配。3、高效外加劑的選擇。高效外加劑的選擇包括外加劑種類的選擇和外加劑摻量的選擇,這些主要通過經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)的方法得到。4、粉煤灰礦質(zhì)混合料的摻加為了降低大體積混凝土的水化熱,在高性能

21、混凝土中,用粉煤灰代替部分水泥和水泥共同成為膠凝材料。粉煤灰的摻量通過試驗(yàn)確定。在滿足混凝土性能的基礎(chǔ)上,盡可能的多摻加粉煤灰。這樣混凝土的配合比還能起到經(jīng)濟(jì)的作用。5、單位用水量的選擇。高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)采用最小單位用水量法則。新拌高性能混凝土的施工和易性主要有高效減水劑來調(diào)節(jié)完成。單位用水量越少,在滿足混凝土施工和易性的基礎(chǔ)上,混凝土的強(qiáng)度和耐久性越高。6、膠凝材料的選擇。膠凝材料有兩部分組成,一部分是水泥,另一部分是有活性摻合料組成。7、水膠比的確定。水膠比是水泥與膠凝材料的比值,用來衡量水泥裝的稀稠程度。不僅影響到新拌混凝土的工作性,同時(shí)也是影響混凝土耐久性和強(qiáng)度的主要因素。為了

22、保證混凝土的耐久性,一般采用較低的水膠比。水膠比的數(shù)值通過試驗(yàn)確定。但是經(jīng)驗(yàn)告訴我們一般的高強(qiáng)混凝土的水膠比不能大于0.35.8、砂率的確定:高性能混凝土的砂率是混凝土中砂的質(zhì)量與砂石質(zhì)量之和的比值。砂率的大小不僅影響新拌混凝土的工作性,而且影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性,砂率的確定可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)的方法來確定。高性能混凝土的砂率一般在40%左右。第四章結(jié)論本次高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì),通過經(jīng)驗(yàn)加試驗(yàn)的方式,對(duì)于摻加不同摻量的粉煤灰,不同的水膠比,對(duì)于高性能混凝土的新拌混凝土的工作性,硬化后混凝土的強(qiáng)度,以及抗凍性,抗氯離子滲透能力的混凝土的耐久性以及混凝土的脆性也就是彈性模量進(jìn)行了研究。通過研究我們得出:1、對(duì)于本次設(shè)計(jì),建議高性能混凝土的實(shí)驗(yàn)室配合比為水泥:粉煤灰:碎石:砂:水:外加劑=263:176:1108:708:145:4.39?；炷恋乃z比為0.33,混凝土中粉煤灰的摻量為40%?；炷恋膹?qiáng)度耐久性均滿足要求,降低脆性,提