人工砂混凝土配合比设计方法及抗裂性能的研究

论文摘要

随着我国土木工程建设力度的逐渐加大和可用自然砂资源的日益匮乏，人工砂将是混凝土细骨料的必然选择。然而，人工砂混凝土配合比设计方法及其抗裂性能的研究较少。经过一系列人工砂骨料试验，确定了骨料比表面积和密实度的试验和计算方法。基于最少浆体理论，建立起将泥石粉作为掺合料的人工砂混凝土配合比设计方法。通过试验，研究泥石粉对人工砂混凝土工作性、力学性能、自收缩、拉伸徐变和抗裂性能的影响规律。研究表明：1．利用自制的砂比表面积测定仪可以测定人工砂的比表面积。Toufar骨料模型可以用于人工砂和碎石混合体密实度的计算。2．采用最少浆体理论能合理设计出人工砂混凝土配合比，在满足混凝土各项性能指标前提下，使混凝土浆体量最少。3．当泥石粉掺量小于6%时，人工砂混凝土拌合物的坍落度未有明显变化；当掺量为6%～30%时，随着泥石粉掺量的增大，坍落度逐渐减少。4．当掺量为0%～30%时，随着泥石粉掺量增加，人工砂混凝土的立方体抗压强度、轴压强度、弹性模量和劈拉强度均呈现先增大后减小的变化规律。当泥石粉掺量为24%时，人工砂混凝土各项力学性能达到最大值。5．随着泥石粉掺量的增加，人工砂混凝土水化产生的总水化热逐渐减少，人工砂混凝土内部的湿度场却未发生明显变化，人工砂混凝土的自收缩逐渐减少。6．当掺量小于18%时，随着泥石粉掺量的增大，人工砂混凝土的拉伸徐变值逐渐降低，抗裂能力逐渐变差；然而当泥石粉掺量为24%时，人工砂混凝土的拉伸徐变值较大，抗裂性能较好。7．在人工砂混凝土中，建议的泥石粉最佳掺量为24%。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 主要符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 人工砂混凝土在国内外研究情况
• 1.2.1 人工砂混凝土工作性研究
• 1.2.2 人工砂混凝土力学性能研究
• 1.2.3 人工砂混凝土抗裂性能研究
• 1.2.4 人工砂混凝土配合比研究
• 1.3 混凝土抗裂测试方法
• 1.4 泥石粉概念的提出
• 1.5 本文研究意义
• 1.6 本文研究内容
• 第二章 原材料及性质
• 2.1 原材料性质测试方法
• 2.1.1 胶凝材料
• 2.1.2 粗骨料
• 2.1.3 细骨料
• 2.1.4 原粉和泥石粉
• 2.2 原材料及其性质
• 2.2.1 胶凝材料
• 2.2.2 粗骨料
• 2.2.3 细骨料
• 2.2.4 原粉和泥石粉
• 2.2.5 外加剂等
• 第三章 骨料性能试验研究
• 3.1 引言
• 3.2 细骨料比表面积研究
• 3.2.1 试验方法
• 3.2.2 试验结果及分析
• 3.2.3 机制砂和河砂特点的比较
• 3.3 粗骨料比表面积试验
• 3.3.1 试验方法
• 3.3.2 试验结果及分析
• 3.4 砂石混合体密实度试验研究
• 3.4.1 砂石混合体密实度试验
• 3.4.2 Toufar 骨料模型
• 3.4.3 试验值与 Toufar 骨料模型计算值的比较
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于最少浆体理论的人工砂混凝土配合比设计方法及试验研究
• 4.1 引言
• 4.2 基于最少浆体理论的人工砂混凝土配合比设计方法
• 4.2.1 最少浆体理论
• 4.2.2 基于最少浆体理论人工砂混凝土配合比设计具体过程
• 4.3 人工砂混凝土配合比试验
• 4.3.1 人工砂混凝土试验配合比
• 4.3.2 试验内容及方法
• 4.4 试验结果及分析
• 4.4.1 试验结果
• 4.4.2 最少浆体理论可行性分析
• 4.4.3 APT 对人工砂混凝土性能的影响
• 4.4.4 机制砂取代率对人工砂混凝土性能的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 泥石粉对人工砂混凝土力学性能影响研究
• 5.1 引言
• 5.2 试验方案
• 5.2.1 试验配合比
• 5.2.2 试验内容及方法
• 5.3 试验结果及其分析
• 5.3.1 拌合物工作性能试验结果及分析
• 5.3.2 立方体抗压强度试验结果及分析
• 5.3.3 轴压强度试验结果及分析
• 5.3.4 劈拉强度试验结果及分析
• 5.3.5 弹性模量试验结果及分析
• 5.4 极限劈拉应变
• 5.5 本章小结
• 第六章 泥石粉对人工砂混凝土抗裂性能的影响试验
• 6.1 引言
• 6.2 试验方案
• 6.2.1 试验内容
• 6.2.2 湿度场试验方法
• 6.2.3 温度场试验方法
• 6.2.4 自收缩试验方法
• 6.2.5 抗裂性能试验方法
• 6.3 试验结果及分析
• 6.3.1 湿度场试验结果及分析
• 6.3.2 温度场试验结果及分析
• 6.3.3 自收缩试验结果及分析
• 6.3.4 新型环形约束收缩测试结果及分析
• 6.3.4.1 环向拉应力
• 6.3.4.2 抗裂性能分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 泥石粉对人工砂混凝土拉伸徐变及抗裂性能的影响
• 7.1 引言
• 7.2 拉伸徐变分析
• 7.2.1 部分约束条件下拉伸徐变计算
• 7.2.2 人工砂混凝土拉伸徐变
• 7.3 抗裂性能分析
• 7.3.1 基于应力的抗裂性能分析
• 7.3.2 基于应变的抗裂性能分析
• 7.3.3 泥石粉对人工砂混凝土拉伸徐变作用机理
• 7.4 本章小结
• 第八章 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 附件