新拌自密实混凝土掺粘度改性材料、石粉的性能研究[试题]

新拌自密实混凝土掺粘度改性材料、石粉的性能研究[试 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ] 新拌自密实混凝土性能研究 摘要 自密实混凝土(Self Compacting Concrete，简称SCC)是基于施工性能来分类和命名的，是一种特殊的高性能混凝土，拌合物 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现出优良的工作性能，浇灌过程中不用振捣而完全依靠自重作用自由流淌充分填充 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 内的空间形成均匀密实的结构，硬化后具有良好的力学性能和耐久性能。这种优越的性能已应用于CRTS?型板式无砟轨道的充填层，由于灌注充填层需要新拌自密实混凝土优越的性能，所以研究新拌自密实混凝土优越的性能将变得异常的重要。在自密实混凝土的研究中掺入矿物掺合料可以很好地改善新拌自密实混凝土的工作性能，而本次试验中我们将掺入石粉和粘度改性材料，这两种物质的掺入会给新拌自密实混凝土带来怎样的改善是本次课题研究的重要意义。 本课题利用坍落扩展度、扩展时间T50试验，混凝土含气量测定实验获得了一下结果:(1)、自密实混凝土中掺入适量的石灰石粉可以改善其工作性能。(2)、自密实混凝土中掺入适量的粘度改性材料可以改善其工作性能。(3)、自密实混凝土中掺适量的粘度改性材料改善的工作性能优于掺石灰石粉。 关键词:新拌自密实混凝土，坍落扩展度，扩展时间T50，混凝土含气量，石灰石粉，粘度改性材料 1 绪论 1.1 本课题研究背景与意义 1.1.1 研究背景 自密实混凝土(Self Compacting Concrete，简称SCC)是基于施工性能来分类和命名的，是一种特殊的高性能混凝土，拌合物表现出优良的工作性能，浇灌过程中不用振捣而完全依靠自重作用自由流淌充分填充模板内的空间形成均匀密实的结构，硬化后具有良好的力学性能和耐久性能。其具有:a保证混凝土良好的密实性;b提高生产效率;c改善工作环境和安全性;d改善混凝土的表面质量;e增加结构 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 自由度;f避免振捣对模板产生磨损;g降低工程总体造价等众多优点。因此被称为“近几十年中混凝土建筑技术最具革命性的发展”。 1.1.2 研究意义 在自密实混凝土的研究中掺入矿物掺合料可以很好地改善新拌自密实混凝土的工作性能，而本次试验中我们将掺入石粉和粘度改性材料，这两种物质的掺入会给新拌自密实混凝土带来怎样的改善是本次课题研究的重要意义。 1.2 石灰石粉在新拌自密实混凝土中的作用机理 良好的工作性是混凝土质量均匀、获得高性能因而安全可靠的前提，随着施工技术和高层建筑的发展需要，混凝土的工作性愈来愈重要，良好的工作性因操作方便而加快施工进度，改善劳动条件，减小施工噪音，并为高性能混凝土的生产和施工走向全盘机械化、自动化、计算机控制和机器人操作提供可能性。但在混凝土可流动期间，随着时间的增加混凝土的工作性将会降低，这部分损失主要是由C3S和C3A的水化引起的，也可能是由于混凝土中的水通过蒸发和吸收而减少引起的，除此之外，由于颗粒表面水化产物的存在而使颗粒之间的相互作用发生改变也是其工作性损失的原因。 石粉取代水泥可补充其间缺少的细颗粒，填充在水泥颗粒之间的空隙中，一方面起到“滚珠”的作用，另一方面将填充于水泥空隙中的填充水置换出来，粒子之间的间隔水层加厚，因此，新拌混凝土的流动性增大。此外，石粉的比重小于水泥的比重(石粉2.65g/m3，3.01g/m3)在胶凝材料总量不变的情况下，混凝土的含浆量增加，从而改善了混凝土的和易性，并增大了固体的表面积对水体积的比例，减少了泌水和离析。在保持混凝土坍落度基本相同的情况下，掺石粉可减少混凝土用水量，从而降低了胶比，进而影响混凝土的诸多性能。水泥被石粉取代后，其用量降低，加之石粉的活性较低，整个体系的反应速度也随之减缓，因此减少了坍落度的经时损失。 1.3 粘度改性材料的作用机理 大流动混凝土流变学可用两种主要参数来定义其性能:(1)屈服值，表征其抵抗从静止到运动的能力;(2)塑性粘度，表征其抵抗运动速度增加的能力。 高屈服值混凝土比较硬且难于流动，高塑性粘度混凝土流动性可以但流动速度缓慢。如果塑性粘度很低，那么混凝土流动性好，但是会发生离析与泌水现象。稳定的混凝土其屈服值与塑性粘度应该在蓝色区域内(图1.1)，但此时性能还达不到自密实混凝土的要求，只有在绿色区域内的混凝土其性能才能满足自密实混凝土的和易性要求。 一般情况下，粘度改性剂通过增加较大的屈服值与较少的塑性粘度来提高混凝土的稳定性。屈服值小于10Pa对于混凝土影响不大，而单纯增加塑性粘度的改性材料也不能获得足够稳定的混凝土拌合物，当塑性粘度大于80 Pa*s 时，混凝土拌合物由于粘滞导致流动速度较慢。因此，粘度改性材料是通过调整用水量、 含气量与减水剂掺量从本质上影响混凝土塑性粘度与屈服值，从而通过调整改性材料掺量来提供混凝土必要的流变性能。 1.4 本课题的任务 自密实混凝土因具有优良的工作性能而得到了广泛的应用，本课题将通过 图1.1 屈服值VS 塑性粘度 掺入石灰石粉和粘度改性材料两种物质三个方面来研究其对新拌自密实混凝土工作性能的改善，具体内容如下: a、石灰石粉对新拌自密实混凝土工作性能的影响; b、粘度改性材料对新拌自密实混凝土工作性能的影响; c、石灰石粉和粘度改性材料复掺对新拌自密实混凝土工作性能的影响。 2原材料及实验方法 2.1 试验原材料 2.1.1 水泥 本次试验所用的水泥是四川峨胜标号为52.5R的普通硅酸盐水泥，ρc=3.10 33(g/cm)，堆积密度1560kg/m。水泥化学成分见表2.1，物理性能见表2.2。 表2.1 水泥化学成分 水泥化总碱量 烧失量 SiO FeO AlO CaO MgO SO 223233 学成分 百分比 22.02 2.65 6.19 58.99 2.53 2.67 0.7 3.08 表2.2 水泥物理性能 水泥细度 标准初凝时终凝时安定抗压强度抗折强度水化热 物理 稠度 间 间 性 (MPa) (MPa) (KJ/kg) 性能 3d 28d 3d 28d 3d 28d 良好 0.9% 28.0% 124min 166min 34.6 62.8 6.7 9.8 246 279 2.1.2 粉煤灰 3 本次试验所用的粉煤灰是成都搏磊F类粉煤灰，ρc=2.6(g/cm)，物理性能见表2.3。 表2.3 粉煤灰物理性能 粉煤灰细度 需水量比 烧失量 含水量 游离氧化钙 氯离子含量 SO 3 物理性 能 10.3% 92% 2.59% 0.6% 1.67% 0.13% 0.004% 2.1.3 细集料 3砂子:产自广汉金振的中砂，表观密度为2650g/cm，松散堆积密度1580 33kg/m，紧密堆积密度为1640 kg/m，含泥量1.2%，细度模数为2.4。 2.1.4 粗集料 试验所用的石子产自四川岷江的石灰岩碎石，石灰岩碎石5,16mm，ρ 33g=2.67(g/cm), 松散堆积密度1380 kg/m，含泥量为0.2%。 2.1.5 减水剂 实验所用的减水剂为北京建工生产的AN4000聚羧酸减水剂，减水率29%。 2.1.6 石灰石粉 3 实验所用石灰石粉产自峨嵋山市九里镇，ρg=2.71(g/cm)。 2.1.7 粘度改性材料 实验所用粘度改性材料产自鄂州市天路，物理性能见表2.4。 表2.4 粘度改性材料物理性能 粘度改性常压泌水率之比 扩展度之差，mm 粘度比 碱含量 氯离子含量 材料物理 性能 0 20 209% 0.22% 0.11% 2.1.8 水 试验所用的水为地下水。 2.2 试验方法 2.2.1 坍落扩展度、扩展时间T50试验方法 坍落扩展度、扩展时间T50 试验所用主要仪器为混凝土坍落度筒和硬质底板，坍落度筒应符合《混凝土坍落度仪》(JG/T 248-2009)中有关技术要求的规定。底板为硬质不吸水的光滑正方形平板，边长为900mm，最大挠度不超过3mm。在平板表面标出坍落度筒的中心位置和直径分别为200mm、300mm、500mm、600mm、700mm、800mm 的同心圆，见图2.1。辅助工具为铲子、抹刀、钢尺(精度1mm)和秒表等。试验步骤如下:(1)、用湿布将底板和坍落度筒润湿，保证坍落度筒内壁和底板上无明水;底板放置在坚实的水平面上，坍落度筒放在底板中心位置，下缘与200 mm 刻度圈重合，然后用脚踩住坍落度筒两边的脚踏板，装料时保持坍落度筒位置不变。(2)、用铲子将混凝土加入到坍落度筒中，不分层一次填充至满，且整个过程中不施以任何振动或捣实，加满后用抹刀抹平。(3)、用抹刀刮去坍落度筒中已填充混凝土顶部的余料，使其与坍落度筒的上缘齐平， 将底盘坍落度筒周围多余的混凝土清除，随即垂直平稳地提起坍落度筒，使混凝土自由流出，坍落度筒的提离过程应在5s 内完成。从开始装料到提离坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并在150s 内完成。(4)、测定扩展度达到500mm 的时间T50，计时从提离坍落度筒开始，至扩展开的混凝土外缘初触平板上所绘直径500mm 的圆圈为止，以秒表测定时间，精确至0.1s(单位:s)。(5)、用钢尺测量混凝士扩展后最终的扩展直径，测量在相互垂直的两个方向上进行，并计算两个所测直径的平均值(单位:mm)。混凝土扩展度测试时，如扩展开的混凝土偏离圆形，测得两直径之差在50mm 以上时，需从同一盘混凝土中另取试样重新试验。(6)、观察最终坍落后混凝土的状况，如发现粗骨料在中央堆积或终扩展后的混凝土边缘有较多水泥浆析出，表示此混凝土拌合物抗离析性不好，应予以记录。 2.2.2 混凝土含气量测定方法 试验步骤如下: (1)、每台仪器出厂前都精确标定过，并备有标定结果 ，但不时地再标定，以保证混凝土拌和物含气量测值的准确，也是可行的。标定包括以下3步: A、量钵容积的标定 a、准备一块平整的玻璃板，将它和空的量钵一起 称量W2(精确至0.05kg); b、在容器中加满水，并用玻璃板沿上缘滑过，不时用注水器加水，使量钵内盛满水而玻璃板下无 气泡，将盛满水的量钵与玻璃板一起称中，得重量W1(精确至0.05kg)则量钵的体积V: W=W1-W2(W、W1、W2-kg) V=W1-W2(W、W1、W2-kg) V=W/r (V-L) r- 标定时温度下水的比重(r-kg/L)。 B、含气量0%的标定。 a、量钵内加满水，并把直管接在钵盖下面的排气阀底部。 把U型管接排气阀上部。b、打开进水阀，把钵盖轻放在量钵上，用夹子夹紧，用 水平仪检查仪器水平。c、打开排气阀，用注水器从进水阀处加水直至U型管出水口冒水匀速度流出为止，然后关闭进水阀和排气阀 。 注:钵盖下的空间，必须用水完全充满，否则读值将不能反应正确的含气量值。 d、用手泵打气加压，使表压稍过-3，停5 秒钟后，用微调阀调压，使表压准确的停在-3上，轻敲表 图2.1 底板示意图 盘，表压仍为-3，然后按 下压力阀2-3次，使气室压力与量钵压力平衡， 读压力表数值相当于含气量0% 。C、含气量1%-10%刻度的标定 。仪器含气量0%标定后，将U型管接在排气阀上端，通过U型管从量钵中把水吸到量筒中，具 、打开排气阀，在U型管处用量筒接水，体操作如下。a、重复第二条操作。b 按下压力阀，当表盘读数为1%时，记下此时量筒时的水的容量。c、如此继续测定表盘读数分别为2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%时排出水的容量。d、以上实验均应进行两次，对以上的各次实验均应进行检验，误差不宜过大。e、据此 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 以上表盘读数0、1%、……10%共11次测量结果，绘制表盘读数与实际含气量之间的相关曲线。(实际含气量=排出水的量(ml)/7000) (2)、混凝土混凝土拌和物骨料含气量测定仪的测定需以下步骤:A、 按下计算出每个试样中的粗、细骨料重量。 式中:Mg、Ms -分别为每个试样中 的粗、细骨料 重量(KG), V-含气量测定仪量钵容积(升), -分别为每立方米混凝土中的粗、细 骨料用量(kg)。 B、量钵中先盛三分只一高度的水，把称好的粗、 细骨料拌匀，慢慢倒入量钵，加入试样时，应尽 量少带入空气，水面每升高20-30mm时，就应轻 轻插捣10次，并稍予搅动，随时轻击量钵，以排 除空气。加料过程中始终使水面操持高出料的顶 面，骨料全加入后，再浸泡五分钟，并轻敲量钵 体壁，排除气泡，然后除去水面泡沫，加水至满。C、打开排气阀，用注水器从进水阀处加水直至排气阀出水口冒水匀速度流出为止，然后关闭进水阀和排气阀 。D、用手泵打气加压，使表压稍过0，停5 秒钟后，用微调阀调压，使表压准确的停在0上，轻敲表盘，表压仍为0，然后按 下压力阀2-3次，读表数值相当于含气量Ag。 (3)、最后进行混凝土拌和物含气量的测定，需进行6步:A、用湿布擦净量钵与钵盖内表面，并使量钵呈水 平放置。B、将新拌混凝土拌和物均匀的装入量钵内，使混 凝土拌和物高出量钵少许。装料时可用捣棒稍加 插捣，装好后，当用振动台(振动台频率50HZ， 空载时振幅0.5?0.1mm)振实时，振动过程中如 混凝土拌和物沉落到低于内口，则应随时添家混 凝土拌和物，振动至混凝土表面平整，呈现釉光 时即停止振动。 不用振动台而换用捣棒捣实时，将混凝土拌和物 分三层装入，每层捣实后约为量钵高度的三分之 一，插捣地层时捣棒应贯穿整个深度。插捣上层 时，捣棒应插入下层10-20mm。每层捣实后，可 把捣棒垫在量钵低部，将量钵左右交替地颠击地 面15次。(捣棒不能碰到量钵的内避跟底部)。C、捣时完毕后，应立即用刮尺刮去表面多余的混凝土拌和物，表面如有凹陷应予填补，然后用镘 刀抹平，并使其表面光滑无气泡。 D、擦净量钵和钵盖边缘，盖上钵盖 ，用夹子夹紧，使之气密良好，并用水平仪检查水平。E、打开排气阀，用注水器从进水阀处加水直至排气阀出水口冒水匀速度流出为止，然后关闭进水阀和排气阀 。F、用手泵打气加压，使表压稍过0，停5 秒钟后，用微调阀调压，使表压准确的停在0上，轻敲表盘，表压仍为0，然后按下压力阀2-3次，读表数值相当于含气量Ao。 (4)、混凝土拌合物含气量(A)应按下式计算A=Ao-Ag;其中A-------------- 混凝土拌合物含气量(%);Ao ------------两次含气量测定的平均值(%);Ag-------------骨料含气量(%);计算精确度0.1%，以上实验均应做两次以上，然后取平均值。 3、掺石灰石粉、粘度改性材料对新拌自密实混凝土性能的影响 3.1 石灰石粉对新拌自密实混凝土工作性能的影响 3.1.1 实验配比以及结果 实验使用混凝土详细配比见表3.1。 试验所得结果见表3.2。 3.1.2结果分析 图3.1是不同的水胶比随着石灰石粉掺量增加坍落扩展度的变化情况，图3.2是不同的水胶比随着石灰石粉掺量增加T50的变化情况，图3.3是不同的水胶比随着石灰石粉掺量增加含气量的变化情况。 表3.1 混凝土配方 试件编号 水灰比 砂率 粉煤灰掺量 减水剂掺量 石灰石粉掺 量 SA0 0.34 50% 40% 2.0% 0 SA1 0.34 50% 40% 2.0% 10% SA2 0.34 50% 40% 2.0% 15% SB0 0.35 50% 40% 2.0% 0 SB1 0.35 50% 40% 2.0% 10% SB2 0.35 50% 40% 2.0% 15% SC0 0.36 50% 40% 2.0% 0 SC1 0.36 50% 40% 2.0% 10% SC2 0.36 50% 40% 2.0% 15% 表3.2 试验结果 试件编号 坍落扩展度(mm) T50(s) 含气量(%) SA0 670 2.4 5.2 SA1 655 3.0 5.5 SA2 650 4.0 5.7 SB0 720 2.8 3.1 SB1 665 4.5 6.0 SB2 635 4.4 6.8 SC0 740 3.3 3.7 SC1 720 3.2 3.5 SC2 655 3.3 3.7 图3.1 不同的水胶比随着石灰石粉掺量增加坍落扩展度的变化情况 图3.2 不同的水胶比随着石灰石粉掺量增加T50的变化情况 石灰石粉的主要作用是在经时损失上，但是其对出机混凝土的改善还是不可忽视的，从图3.1与图3.2可以看出混凝土的粘度增加，这种增加表现在了扩展度和T50的减小，，但是这种影响对水胶比0.35的更大，而对水胶比0.34和0.36的相对较小。这种结论在图3.3中得到了更好的体现，可以认为石灰石粉对混凝 土具有加强工作性能的优越性，但并不是随着掺量的增加而一直加强，图2.2水胶比0.35中我们可以看到掺量15%的增强效果低于掺量10%的效果。综上，在水胶比0.34石灰石粉掺量10%时，石灰石粉对新拌自密实混凝土的影响达到最优。 图3.3 不同的水胶比随着石灰石粉掺量增加含气量的变化情况 3.2 粘度改性材料对新拌自密实混凝土工作性能的影响 3.2.1 实验配比以及结果 实验使用混凝土详细配比见表3.3。 试验所得结果见表3.4。 表3.3 混凝土配方 试件编号 水灰比 砂率 粉煤灰掺量 减水剂掺量 改性材料掺 量 GA0 0.34 50% 40% 2.0% 0 GA1 0.34 50% 40% 2.0% 3% GA2 0.34 50% 40% 2.0% 5% GB0 0.35 50% 40% 2.0% 0 GB1 0.35 50% 40% 2.0% 3% GB2 0.35 50% 40% 2.0% 5% GC0 0.36 50% 40% 2.0% 0 GC1 0.36 50% 40% 2.0% 3% GC2 0.36 50% 40% 2.0% 5% 表3.4 试验结果 试件编号 坍落扩展度(mm) T50(s) 含气量(%) SA0 700 2.3 5.4 SA1 690 4.2 5.3 SA2 655 3.1 5.0 SB0 700 3.4 4.2 SB1 685 3.6 5.0 SB2 670 4.2 5.5 SC0 740 2.0 3.1 SC1 710 2.9 3.7 SC2 680 3.2 4.0 3.2.2结果分析 图3.4是不同的水胶比随着改性材料掺量增加坍落扩展度的变化情况，图3.5是不同的水胶比随着改性材料掺量增加T50的变化情况，图3.6是不同的水胶比随着改性材料掺量增加含气量的变化情况。 图3.4 不同的水胶比随着改性材料掺量增加坍落扩展度的变化情况 粘度改性材料是通过调整混凝土的粘度来改变新拌自密实混凝土的工作性能，通过图3.4和图3.5可以看出，随着粘度改性材料掺量的增加其增大了混凝土的粘度，但是这并不是绝对的，在水胶比0.34时粘度改性材料掺量5%时，混凝土的T50减小，这表示粘度改性材料并没有取的应有的作用，没有改变混凝土的屈服值和塑性粘度，这表示在该水胶比和粘度改性掺量下粘度改性材料失效。但是在水胶比0.35和0.36的情况下，粘度改性材料掺量5%的情况下混凝土性能取得了更好的效果，由于粘度改性材料需要配合混凝土的含气量才能达到更 好的效果，从图3.6我们可以看到水胶比0.35的含气量明显优于水胶比0.36的含气量。综上所述，在水胶比0.35粘度改性材料掺量5%的情况下，粘度改性材料对新拌自密实混凝土工作性能的影响达到最优。 图3.5 不同的水胶比随着改性材料掺量增加T50的变化情况 图3.6 不同的水胶比随着改性材料掺量增加含气量的变化情况 3.3 石灰石粉和粘度改性材料的复掺对新拌自密实混凝土工作性能的影响。 3.3.1 实验配比以及结果 实验使用混凝土详细配比见表3.5。 试验所得结果见表3.6。 3.3.2结果分析 图3.7是各复掺坍落扩展度的对比情况，图3.8是各复掺T50的对比情况，图3.9是各复掺含气量的对比情况。 表3.5 混凝土配方 试件编号 水灰比 砂率 粉煤灰掺减水剂掺改性材料石灰石粉 量 量 掺量 掺量 SG1 0.35 50% 40% 2.0% 3% 10% SG2 0.35 50% 40% 2.0% 5% 10% SG3 0.35 50% 40% 2.0% 3% 15% SG4 0.35 50% 40% 2.0% 5% 15% 表3.6 试验结果 试件编号 坍落扩展度(mm) T50(s) 含气量(%) SG1 695 2.8 5.5 SG2 655 3.0 5.3 SG3 695 2.2 5.2 SG4 695 3.5 5.0 图3.7 各复掺坍落扩展度的对比情况 从复掺的结果我们可以看到，混凝土的所有性能都趋于相对的稳定，然而这还有不足，比如SG3就有少许的泌水，这并没有多大的危害，但是随着水量的增多，这必然会出现问题。从整个结果和图中我们可以看到SG2的性能是最好的，其扩展度和T50都处于一个比较稳定的程度，那么我们就可以认为，在水胶比0.35粘度改性材料5%石灰石粉掺量10%时，复掺对新拌自密实混凝土工作 性能影响达到最优。 图3.8 各复掺T50的对比情况 图3.9 各复掺含气量的对比情况 3.4 本章小结 通过实验我们得出以下结论: (1)、石灰石粉对新拌自密实混凝土的工作性能具有增强作用，并随着石灰石粉掺量的增加其增强作用越强。 (2)、混凝土在水胶比0.35时，随着石灰石粉掺量的增加其增强作用将渐渐失效。 (3)、在水胶比0.34石灰石粉掺量10%时，石灰石粉对新拌自密实混凝土的影响达到最优。 (4)、粘度改性材料对新拌自密实混凝土的工作性能具有增强作用，并随着石粘度改性材料掺量的增加其增强作用越强。 (5)、混凝土在水胶比0.34时，随着粘度改性材料掺量的增加其增强作用将渐渐失效。 (6)、在水胶比0.35粘度改性材料掺量5%的情况下，粘度改性材料对新拌自 密实混凝土工作性能的影响达到最优。 (7)、复掺可以使自密实混凝土的性能趋于相对的稳定。 (8)、在水胶比0.35粘度改性材料5%石灰石粉掺量10%时，复掺对新拌自密实混凝土工作性能影响达到最优。 4 结论 (1)自密实混凝土中掺入适量的石灰石粉可以改善其工作性能。 (2)自密实混凝土中掺入适量的粘度改性材料可以改善其工作性能。 (3)自密实混凝土中复掺适量的粘度改性材料和石灰石粉可以改善其工作性能。 参考文献 [1] 王海娜,王科元,金南国.C35_C50自密实混凝土配合比研究[J]. 浙江大学,2010,(07). 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