铁尾矿砂混凝土流变性能研究

论文摘要

人工砂代替天然砂配制混凝土是未来混凝土发展的趋势,而人工砂混凝土工作性普遍较差,并且新拌混凝土的流变性能还影响到浆体硬化后的微观结构。因此,对铁尾矿砂混凝土和天然砂混凝土在流变性能上的差异进行比较具有重要意义。通过对比铁尾矿砂和天然砂作为细集料对混凝土流变性能的不同影响,研究铁尾矿砂混凝土的流变性能。对铁尾矿砂和天然砂颗粒采集形貌图像,并进行数值化处理,对比分析得到判定形貌特征的最佳表征参数—圆趋近度。对水泥净浆的研究表明塑性粘度系数主要由水粉比决定,呈负指数变化关系,而屈服应力主要与粉料的特性有关。通过改变填隙系数(浆体的体积与集料空隙体积的比值)、水粉比和铁尾矿粉掺量这3个参数对砂浆的流变性能进行研究,发现砂浆的流动度与砂浆的屈服应力有很好的相关性,与砂浆的塑性粘度系数相关性较差。而砂浆的塑性粘度系数在填隙系数为1.18左右时存在最大值。通过混凝土实验,对混凝土坍落过程进行动态图像采集,得到某点的瞬时应变率、加速度及运动方向与水平面的夹角,通过受力分析推导出混凝土的流变参数公式。研究发现填隙系数对屈服应力影响较明显,对塑性粘度系数影响较小。减水剂、缓凝剂和引气剂也对混凝土的流变性能有一定的影响。对比铁尾矿砂和天然砂在各实验中的不同可以发现:天然砂混凝土的塑性粘度系数均大于铁尾矿砂混凝土,屈服应力均小于铁尾矿砂混凝土。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第1章 文献综述
• 1.1 细集料资源的利用现状
• 1.1.1 天然砂资源短缺及造成的影响
• 1.1.2 人工砂代替天然砂的必然趋势
• 1.1.3 人工砂配制混凝土的研究进展
• 1.2 铁尾矿资源的利用现状
• 1.2.1 铁尾矿的堆放及危害
• 1.2.2 铁尾矿的综合利用
• 1.2.3 铁尾矿砂在混凝土中的应用
• 1.3 细集料颗粒形貌对混凝土流变性的影响
• 1.3.1 形貌分析方法
• 1.3.2 形貌对混凝土流变性的影响
• 1.4 石粉含量对混凝土流变性的影响
• 1.4.1 石粉对混凝土流变性的影响机理
• 1.4.2 水灰比、水胶比和水粉比的比较
• 1.5 混凝土流变性能的研究进展
• 1.5.1 流变学模型及参数
• 1.5.2 混凝土流变性能的测定方法
• 1.5.3 模型动力学分析
• 1.5.4 坍落度筒模型流变学分析
• 1.6 课题的提出
• 1.7 研究方法
• 1.8 技术路线
• 第2章 原材料
• 2.1 选用的原材料
• 2.2 天然砂和铁尾矿砂的形貌数据采集及处理
• 2.2.1 颗粒图像的二值化处理
• 2.2.2 颗粒形貌图像的采集及分析
• 2.2.3 数据加权处理及与粗糙度的对比
• 2.3 铁尾矿粉的制备
• 第3章 净浆的流变性能研究
• 3.1 净浆的标准稠度用水量
• 3.1.1 实验目的及实验方法
• 3.1.2 实验结果及分析
• 3.2 净浆的流变参数测量
• 3.2.1 实验目的及实验方法
• 3.2.2 实验结果及分析
• 3.3 净浆的流变分析
• 3.4 小结
• 第4章 砂浆的流变性能研究
• 4.1 砂浆的流动度
• 4.1.1 不同填隙系数时的砂浆流动度
• 4.1.2 不同水粉比时的砂浆流动度
• 4.1.3 不同铁尾矿粉掺量时的砂浆流动度
• 4.1.4 实验结果分析
• 4.2 砂浆的流变参数测量
• 4.2.1 不同填隙系数时砂浆的流变参数
• 4.2.2 不同水粉比时砂浆的流变参数
• 4.2.3 不同铁尾矿粉掺量时砂浆的流变参数
• 4.2.4 实验结果分析
• 4.3 砂浆的流变分析
• 4.4 小结
• 第5章 混凝土的流变性能研究
• 5.1 混凝土工作性研究
• 5.1.1 不同填隙系数时的混凝土工作性研究
• 5.1.2 不同粘度时的混凝土工作性研究
• 5.1.3 不同减水剂掺量时的混凝土工作性研究
• 5.1.4 掺缓凝剂时的混凝土工作性研究
• 5.1.5 不同引气剂掺量时的混凝土工作性研究
• 5.2 混凝土的流变分析
• 5.2.1 模型的数学分析
• 5.2.2 坍落度录像的数据分析
• 5.2.3 混凝土流变数据的分析
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集