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基于工作性的混凝土配合比设计方法研究

作　者: 韩小华
导　师: 廉慧珍；徐永模
学　校: 清华大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 配合比设计工作性水胶比浆体富余系数砂浆富余系数
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 2次
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内容摘要

对于预拌混凝土来说,为实现所设计的耐久性和强度要求,配合比的基本参数首先是水胶比,在混凝土的组成确定之后,新拌混凝土的工作性则是关键。预拌混凝土生产过程中所发生的原材料性能变化,对混凝土材料的各种性能有重要影响,需要进行调整,而调整的目的最重要的是在水胶比一定的前提下,保证良好的工作性。当前国内预拌混凝土企业配合比设计方法和质量控制过程难以适应这些变化,现行的混凝土配合比设计理论中缺乏基于工作性的混凝土配合比设计方法。本课题以新拌混凝土流变学理论为指导,建立掺加减水剂的混凝土拌和物粗悬浮体模型,确定基于新拌混凝土工作性的配合比设计的三个参数:水胶比（W/B）、浆体富余系数(V_p/V_os)、砂浆富余系数(V_m/V_og)。通过测定和数据分析这些参数与拌和物工作性之间的关系,建立在满足强度和耐久性要求的前提下,基于新拌混凝土工作性要求的配合比设计方法。通过对大量实际工程使用的混凝土配合比的分析研究和补充试验,建立了砂浆与混凝土工作性、强度的关系;研究表明,减水剂饱和掺量下,砂浆富余系数与混凝土拌和物的工作性有较好的关联。W/B、V_p/V_os、V_m/V_og之间具有各自对应的关系。采用砂浆试验确定的减水剂饱和掺量与混凝土减水剂掺量数值相近。本研究发展的基于工作性的混凝土配合比设计方法已用于生产预拌混凝土,生产中采用坍落度、抗压强度试验和新拌混凝土水灰比测定仪进行检测,表明该混凝土拌和物工作性和强度均满足工程结构施工要求。研究和实际应用证明,以砂浆为主要研究对象,为混凝土配合比设计提供相关数据,采用基于工作性的配合比设计方法,操作简单便捷;配合比设计的三个参数的初选,既能通过历史数据分析确定也能通过科学试验方法确定,使混凝土配合比设计摆脱了主要对经验的依赖;试验还证明,本研究采用的日本混凝土水灰比测定仪,方法简便准确,能为预拌混凝土质量的过程控制提供有效的检测方法。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-10
第1章绪论  10-28
  1.1 混凝土配合比设计方法理论与定则  10-13
  1.2 新拌混凝土工作性的定义与检测方法  13-17
    1.2.1 坍落度试验  14-15
    1.2.2 振动流展度试验  15
    1.2.3 重塑性试验  15
    1.2.4 维比试验  15
    1.2.5 密实因素试验  15-16
    1.2.6 两点法  16
    1.2.7 U-型仪  16
    1.2.8 L-型仪  16
    1.2.9 漏斗试验  16-17
    1.2.10 坍落流动度  17
  1.3 国内预拌混凝土配合比设计方法和现场混凝土质量验收方法  17-26
    1.3.1 预拌混凝土企业混凝土配合比设计方法  17-19
    1.3.2 现场混凝土质量的检测方法  19-20
    1.3.3 国内预拌混凝土配合比设计方法存在的问题  20-24
    1.3.4 改进方向  24-26
  1.4 本研究的主要内容  26-28
    1.4.1 研究的目的  26
    1.4.2 研究的思路  26-27
    1.4.3 主要的研究内容  27-28
第2章混凝土拌和物粗悬浮体理论模型及配合比设计参数的确定  28-36
  2.1 新拌混凝土的流变学特性  28-30
    2.1.1 新拌混凝土流变模型  28-29
    2.1.2 新拌混凝土稳定性与斯托克斯定律  29-30
  2.2 新拌混凝土的粗悬浮体系模型的建立  30-33
  2.3 配合比设计参数的确定  33-36
第3章原材料、试验仪器及试验方法  36-43
  3.1 收集的配合比与试验使用的原材料  36-37
    3.1.1 胶凝材料  36-37
    3.1.2 骨料  37
    3.1.3 减水剂  37
  3.2 试验仪器及方法  37-43
    3.2.1 骨料的空隙率试验  38
    3.2.2 骨料的饱和面干含水率试验  38-39
    3.2.3 混凝土中的砂浆扩展度及强度试验  39
    3.2.4 减水剂饱和掺量试验  39-40
    3.2.5 浆体富余系数的测定  40
    3.2.6 砂浆富余系数的测定  40-41
    3.2.7 新拌混凝土成分分析试验  41-43
第4章工程混凝土配合比数据分析及补充试验  43-69
  4.1 工程配合比数据分析  43-52
    4.1.1 水胶比与强度的关系  43-44
    4.1.2 浆体富余系数、砂浆富余系数与混凝土强度等级的关系  44-46
    4.1.3 浆体富余系数、砂浆富余系数与水胶比的关系  46-49
    4.1.4 浆体富余系数、砂浆富余系数、水胶比与砂浆及混凝土工作性、强度的关系  49-52
  4.2 以砂浆为中心的补充试验结果分析  52-64
    4.2.1 减水剂饱和掺量试验研究  52-55
    4.2.2 砂灰比、水胶比对砂浆工作性及强度的影响  55-59
    4.2.3 掺和料对砂浆工作性及强度的影响  59-63
    4.2.4 浆体富余系数与砂浆工作性关系试验  63-64
  4.3 砂浆富余系数与混凝土工作性关系试验结果分析  64-68
  4.4 本章小结  68-69
第5章基于工作性的混凝土配合比设计方法及应用  69-84
  5.1 基于工作性的混凝土配合比设计方法及步骤  69-72
    5.1.1 基于工作性的混凝土配合比设计方法  69-70
    5.1.2 混凝土配合比组分计算过程  70-72
  5.2 配合比设计举例  72-77
    5.2.1 原材料  72
    5.2.2 配合比设计与计算  72-76
    5.2.3 混凝土配合比的确认  76-77
  5.3 配合比设计方法的生产应用  77-83
    5.3.1 新拌混凝土成分分析原理  77-80
    5.3.2 配合比的应用结果  80-83
  5.4 本章小结  83-84
第6章结论与展望  84-87
  6.1 结论  84-86
  6.2 展望  86-87
参考文献  87-90
致谢  90-91
附录A  91-106
个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果  106

基于工作性的混凝土配合比设计方法研究

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