基于陶粒吸水返水特性的轻骨料混凝土性能研究

论文摘要

对不同类型、不同预湿程度的陶粒在总水灰比相同混凝土中的吸水返水特性进行对比分析,研究采用不同类型、不同预湿程度陶粒的轻骨料混凝土的水泥水化程度、孔结构分布和抗压强度,通过各项试验研究对陶粒吸水返水特性进行探讨,提出用于陶粒混凝土性能预测的理论模型,主要的研究方法和成果如下：1.采用容量瓶法和U型管法测得的陶粒在净水中吸水特性具有较好的相关性；采用U型管法测得陶粒在混凝土中的吸水返水特性,发现陶粒掺量对其吸水返水特性的影响很小；当陶粒类型相同时,预湿程度越高,陶粒在混凝土中的吸水能力越弱,返水能力越强；当预湿程度相同时,吸水率大的陶粒吸水能力较强,返水能力也较强。2.利用MATLAB和1stOpt软件,拟合得到关于龄期、吸水率、净水灰比的陶粒吸水返水特性模型,并用前人的试验数据加以验证；根据U型管法所得试验结果,推导混凝土内部有效水灰比随龄期和吸水返水量变化的计算模型。3.采用化学结合水量法对陶粒混凝土的水化程度进行研究,在总水灰比相同的情况下,陶粒吸水率越大、预湿程度越高,水化反应速率越低,水化程度越小,达到最大水化程度所需的时间越长,内部未水化的水泥颗粒也越多。利用1stOpt软件,回归分析并验证了以有效水灰比和龄期等为自变量的陶粒混凝土水化程度计算模型。4.通过氮吸附法对陶粒混凝土的微观结构进行研究,随龄期的延长,大孔体积逐渐减小,凝胶孔体积逐渐增加：在总水灰比相同的情况下,陶粒预湿程度越高,大孔体积越少；平均孔径随龄期的延长而减小,随预湿程度的提高而减小。5.研究了陶粒混凝土抗压强度的变化规律,拟合得到关于水化程度和筒压强度的抗压强度计算模型,与现有的鲍罗米公式相比,本文的公式更适合用于预测轻骨料混凝土的抗压强度。6.基于上述研究,通过研究陶粒在混凝土中的吸水返水特性,可推算出混凝土有效水灰比的变化,用于预测混凝土水化程度、抗压强度等性能的研究。本文选题及研究来源于国家自然科学基金项目,项目名称为“轻骨料混凝土拉伸徐变机理研究”。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 轻骨料混凝土的优点
• 1.2 轻骨料混凝土的国内外发展概况
• 1.2.1 国外轻骨料混凝土的发展
• 1.2.2 国内轻骨料混凝土的发展
• 1.3 轻骨料混凝土的研究现状
• 1.3.1 轻骨料混凝土性能的研究现状
• 1.3.2 轻骨料吸水返水特性的研究现状
• 1.4 课题研究意义
• 1.5 课题的来源、目的及主要内容
• 第二章 试验材料及轻骨料混凝土配合比
• 2.1 引言
• 2.2 试验材料基本性能测试方法
• 2.2.1 水泥
• 2.2.2 粗骨料
• 2.2.3 细骨料
• 2.3 试验材料基本性能
• 2.3.1 水泥
• 2.3.2 粗骨料
• 2.3.3 细骨料
• 2.3.4 水
• 2.3.5 减水剂
• 2.4 混凝土配合比
• 第三章 陶粒吸水返水特性研究
• 3.1 陶粒吸水返水测试方法
• 3.1.1 容量瓶法
• 3.1.2 U型管法
• 3.2 陶粒吸水返水试验结果与分析
• 3.2.1 陶粒在净水中的吸水特性
• 3.2.2 陶粒在混凝土中的吸水返水特性
• 3.3 陶粒吸水返水的影响因素
• 3.3.1 陶粒吸水率的影响
• 3.3.2 陶粒预湿程度的影响
• 3.4 陶粒吸水返水特性模型
• 3.4.1 MATLAB曲线拟合的基本原理和方法
• 3.4.2 陶粒吸水返水规律拟合
• 3.4.3 陶粒吸水返水特性模型
• 3.4.4 吸水返水特性模型验证
• 3.5 陶粒混凝土有效水灰比的确定
• 3.6 本章小结
• 第四章 轻骨料混凝土水化程度及预测模型
• 4.1 引言
• 4.2 测试方法与试样制备
• 4.2.1 测试方法
• 4.2.2 试样制备
• 4.3 试验结果与分析
• 4.4 轻骨料混凝土水化程度预测模型
• 4.5 本章小结
• 第五章 轻骨料混凝土微观结构研究
• 5.1 引言
• 5.2 测试方法及试件制备
• 5.2.1 测试方法
• 5.2.2 试样制备
• 5.3 轻骨料混凝土孔结构分析
• 5.3.1 混凝土的孔结构
• 5.3.2 孔结构试验结果分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 轻骨料混凝土抗压强度及预测模型
• 6.1 引言
• 6.2 轻骨料混凝土抗压强度研究
• 6.3 轻骨料混凝土抗压强度预测模型
• 6.4 预测普通混凝土强度的鲍罗米公式用于预测轻骨料混凝土的强度
• 6.5 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历