新拌自密实混凝土充填能力测试方法研究

论文摘要

自密实混凝土(Self Compacting Concrete,简称SCC),是一种免振捣、自密实、耐久性能好、节能环保的新型混凝土.新拌自密实混凝土包括三个方面的工作性(又称为自密实性):充填能力、间隙通过能力和抗离析能力.SCC工作性的检测方法和技术是当前制约自密实混凝土深入发展和推广应用的技术难题.深入开展自密实混凝土工作性实验研究,具有十分重要的现实意义。本文应用试验研究和数值模拟的方法对SCC充填能力进行了深入研究,得到主要结论如下:(1)利用湖南地区的原材料成功配制了工作性能良好的自密实混凝土,并通过坍落度筒试验和V型漏斗试验研究了配合比设计与新拌SCC的充填能力的关系,试验表明:调整水胶比、砂率,能够比较显著地改变新拌SCC的充填能力;而对减水剂的微小调整以及骨料最大粒径的选择对新拌SCC充填能力的影响不能明确判断; 1号、2号、3号漏斗都能较好地测试新拌SCC的充填能力,三种漏斗测得同种SCC的漏斗流出时间T大致存在一定的比例关系; V型漏斗内表面粗糙程度(摩擦系数)对新拌SCC漏斗流出时间T的影响不能忽略。(2)基于流变学原理和离散元原理建立的两种离散元分析模型实现了自密实混凝土V型漏斗试验的初步模拟,模拟出的流动状态、流动状态角及K值与试验比较吻合。(3)基于BP神经网络原理,通过合理选择神经网络类型和训练算法,建立了自密实混凝土V漏斗流出时间预测模型,该模型预测结果与试验结果能够比较准确的吻合,误差较小。(4)应用层次分析法原理建立了一种简便明了、容易操作的新拌SCC工作性评定模型。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 自密实混凝土工作性的试验研究现状
• 1.3 自密实混凝土流变学理论的研究现状
• 1.4 人工神经网络理论的研究现状
• 1.5 层次分析评判法理论的研究现状
• 1.6 本文的主要研究内容和现实意义
• 第2章 自密实混凝土充填能力试验研究
• 2.1 自密实混凝土的形成机理
• 2.2 自密实混凝土的配制试验
• 2.3 新拌自密实混凝土的工作性测试方法与标准
• 2.3.1 自密实混凝土工作性能的主要测试方法
• 2.3.2 国内外自密实混凝土工作性能评价标准
• 2.4 新拌自密实混凝土充填能力测试试验
• 2.4.1 自密实混凝土的原材料选择
• 2.4.2 试验工具
• 2.4.3 本试验中主要采用的测试方法与标准
• 2.5 试验数据整理与结果分析
• 2.6 小结
• 第3章 基于流变学原理和离散元的SCC V 型漏斗试验模拟研究
• 3.1 流变学理论
• 3.1.1 水泥浆体的流变学模型
• 3.1.2 流变学模型参数的相互关系
• 3.2 离散元理论
• 3.2.1 离散元、离散元方法的发展
• 3.2.2 DEM 的基本原理
• 3.3 新拌自密实混凝土V漏斗试验离散元模拟
• 3.3.1 V 漏斗流出试验研究与结果
• 3.3.2 离散元的选择和材料设定
• 3.3.3 线弹性接触与滑移离散元模拟
• 3.3.4 接触粘结离散元模拟
• 3.3.5 离散元模拟的分析
• 3.4 小结
• 第4章 人工神经网络在SCC V 型漏斗试验流出时间预测中的应用
• 4.1 BP人工神经网络模型
• 4.1.1 BP神经网络原理
• 4.1.2 误差反向传播（BP）算法
• 4.1.3 训练方法及其参数选择
• 4.1.4 matlab神经网络工具箱
• 4.2 新拌SCC V型漏斗试验流出时间预测的人工神经网络模型
• 4.2.1 训练样本的确定
• 4.2.2 神经网络类型和训练算法的选择
• 4.2.3 神经网络类型和训练算法的比较分析
• 4.2.4 神经网络预测结果与试验结果的比较
• 4.3 小结
• 第5章 层次分析法在自密实混凝土工作性评价中的应用
• 5.1 层次分析法基本原理与步骤
• 5.1.1 建立递阶层次结构
• 5.1.2 构造判断矩阵
• 5.1.3 层次单排序及一致性检验
• 5.1.4 层次总排序及一致性检验
• 5.1.5 方案评价
• 5.2 基于层次分析法的新拌SCC 工作性评价模型
• 5.2.1 建立层次结构模型
• 5.2.2 构建判断矩阵
• 5.2.3 层次单排序及一致性检验
• 5.2.4 层次总排序及一致性检验
• 5.3 评价模型的应用
• 5.4 小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 附录A
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文