低用水量大掺量矿物掺合料高性能混凝土的制备及性能研究

论文摘要

低用水量大掺量矿物掺合料高性能混凝土是一种水胶比低、矿物掺合料掺量大的高性能混凝土,其不但具有高于普通混凝土的工作性能、力学性能和耐久性,还可以大量利用粉煤灰、矿渣等工业副产品,有利于资源的综合利用,已成为当今世界混凝土材料发展的方向。本论文使用广西本地原材料成功制备了水胶比为0.33、单方用水量为130kg、单方胶凝材料用料400kg、水泥替代率为30%～70%、坍落度在180mm以上、具有良好工作性能、力学性能和耐久性的高性能混凝土。在研究中,分析和探讨了矿物掺合料如不同粉煤灰掺量,磨细矿渣和硅灰复掺混凝土的工作性、力学性能、孔结构、抗碳化和抗氯离子侵蚀能力及其影响。并对各矿物掺合料在低用水量大掺量矿物掺合料高性能混凝土中所起的作用进行了讨论。结果表明:1)在混凝土中以粉煤灰、硅灰、磨细矿渣等量替代部分水泥,并与一定量的高效减水剂搭配,均可配制出具有良好流动性能的低用水量大掺量矿物掺合料高性能混凝土;2)在低用水量下,大掺量粉煤灰混凝土的28d和91d抗压强度增进率明显提高,早期水泥水化速度加快。硅灰或硅灰与磨细矿渣复合取代等质量的粉煤灰,混凝土的早期及91d抗压强度都明显提高,硅灰或硅灰与磨细矿渣复合加速了水泥早期水化;3)混凝土中氢氧化钙含量跟水化龄期和矿物掺合料的种类和掺量有很大关系,在28天左右,粉煤灰已经能够很好的与水泥水化产生的Ca（OH）2发生反应,复掺比单掺更能消耗水泥水化产生的Ca（OH）2生成更多的水化硅酸钙凝胶;4)粉煤灰掺量为30%、50%时,能明显改善混凝土的孔结构,使孔隙明显细化,小于20nm的无害孔明显增多,但是粉煤灰掺量为70%时,有害孔明显增多,这说明水泥基太少时不能提供激发粉煤灰充分反应的碱性物质,复合掺加比单掺粉煤灰更能改善混凝土的孔结构;5)粉煤灰替代量有0%增加到50%,混凝土的抗氯离子渗透能力增强、抗碳化能力下降;与单掺粉煤灰相比,双掺或多掺矿物掺合料,混凝土的抗氯离子渗透能力、抗碳化能力都有较大的提高;6)混凝土中Ca（OH）2的明显减少,生成更多的水化硅酸钙凝胶和孔结构的改善是低用水量大掺量矿物掺合料混凝土后期强度增长率提高的主要原因。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 高性能混凝土的由来
• 1.2 高性能混凝土的定义和特点
• 1.3 低用水量大掺量矿物掺合料高性能混凝土（LLMHPC）
• 1.4 混凝土工业面临的问题和出路
• 1.5 本课题的研究内容及意义
• 第二章 LLMHPC制备及其工作性
• 2.1 原材料准备
• 2.1.1 水泥的准备
• 2.1.2 粗骨料的准备
• 2.1.3 细骨料的准备
• 2.1.4 高效减水剂的准备
• 2.1.5 磨细矿渣（Ground Granulated Blast Slag,GGBS）的准备
• 2.1.6 硅灰（Silica Fume,SF）的准备
• 2.1.7 粉煤灰（Fly ash,FA）的准备
• 2.2 配合比设计
• 2.2.1 配合比设计目标
• 2.2.2 配合比计算
• 2.3 混凝土的制备
• 2.4 混凝土的工作性
• 2.4.1 粉煤灰对混凝土工作性的影响
• 2.4.2 不同矿物掺合料对混凝土工作性的影响
• 2.5 小结
• 第三章 LLMHPC的力学性能
• 3.1 试验仪器
• 3.2 试验方法
• 3.3 矿物掺合料对混凝土的力学性能的影响
• 3.3.1 粉煤灰对混凝土的力学性能的影响
• 3.3.2 复合矿物掺合料对混凝土的力学性能的影响
• 3.4 矿物掺合料对混凝土孔结构的影响
• 3.4.1 混凝土孔结构
• 3.4.2 粉煤灰对混凝土孔结构的影响
• 3.4.3 复合矿物掺合料对混凝土孔结构的影响
• 2的含量'>3.5 混凝土中Ca（OH）₂的含量
• 2含量的计算'>3.5.1 混凝土中Ca（OH）₂含量的计算
• 2含量的影响'>3.5.2 粉煤灰对混凝土中Ca（OH）₂含量的影响
• 2含量的影响'>3.5.3 复合矿物掺合料对混凝土中Ca（OH）₂含量的影响
• 3.6 小结
• 第四章 LLMHPC的耐久性
• 4.1 试验仪器
• 4.2 试验方法
• 4.3 混凝土的抗氯离子渗透性
• 4.3.1 研究混凝土的抗氯离子渗透性的意义
• 4.3.2 粉煤灰对混凝土抗氯离子侵蚀的影响
• 4.3.3 复合矿物掺合料对混凝土抗氯离子侵蚀的影响
• 4.4 混凝土的抗碳化性
• 4.4.1 研究混凝土的抗碳化性的意义
• 4.4.2 粉煤灰对混凝土抗碳化能力的影响
• 4.4.3 复合矿物掺合料对混凝土抗碳化能力的影响
• 4.5 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间论文发表情况