紧密堆积混凝土配合比模型的建立Word文件下载.doc
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ABSTRACT
Concreteiscloselyrelatedtoitsmix.Inrecentyears,cement,mobilityanddurabilityofconcretehasreceivedspecialattention,especiallyinthepreparationofhighliquidityandhigh-performanceself-compactingconcreteandsowhenmoreimportant.Ordinaryconcretemixdesignasthelargeramountofcement,resultinginconcreteandothercementpastewillshrinkandcracksproblemofpoordurability.Itisakindofdevelopingtrendthatimprovingthedegreeofconcretesaveresourcesandcutdownmateria1.Howeverthehigherofconcretedegree,thethebiggerofpotentialsavingconcrete.Fromthecompactestaccumlativepermanentstabilityandholestructure,highadhesivestrengthofconcretestoneandthethickaggregateandSOon,wecanmakethebeststructuremode.Troughgoingfllrtherexperiment,choosethebestmaterialaggregatewithdouble—admixturestechologyandadmixturesstrengthaccelerating-agent.Thecements~engthfactorisutilized,thentheexecutivemethodoftechnologyisdeterminedinordertorealizethecraftprocess.
KeyWOrds:
modelofconcretestructure;
largestclose-packing;
double-admixtures;
accelerating—agent.
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章绪论 1
1.1前言 1
1.2水泥及混凝土简史 1
1.3密实度模型的发展 3
1.4国内外密实度模型的应用 4
1.5研究的意义和内容 5
1.5.1课题的意义 5
1.5.2研究的内容 5
第二章紧密堆积模型和混凝土配合比设计 7
2.1紧密堆积理论 7
2.2紧密堆积模型 7
2.3普通混凝土配合比设计 9
2.3.1普通水泥混凝土 9
2.3.2普通水泥混凝土的组成设计(以抗压强度为指标的计算方法) 9
2.4紧密堆积混凝土配合比设计 14
第三章试验研究 17
3.1试验设计思路 17
3.2试验原理和方法 17
3.3试验仪器及设备 18
3.4试验原材料选择 18
3.4.1水泥 18
3.4.2粗集料 19
3.4.3细集料 20
3.4.4水 20
3.4.5骨料堆积试验 20
3.5初步紧密堆积混凝土试验 26
3.5.1初步试验设计 26
3.5.2初步试验结果及分析 26
3.6对比试验 28
3.6.1对比试验设计 28
3.6.2对比试验结果及分析 29
3.7综合对比分析 29
第四章技术效益分析 30
4.1经济效益分析 30
4.2能源环保效益分析 30
第五章结论 32
5.1主要结论 32
5.2需要进一步研究的内容 33
参考文献 34
致谢 35
35
第一章绪论
1.1前言
在进入21世纪的今天,水泥混凝土材料已经逐渐成为人类社会生活、文化生活的基础,城市化、高速公路、港口码头、立交桥、机场、大坝等建设中应用最大量、最广泛的便是水泥混凝土。
由于同其他建材(如钢材、合金、塑料、木材等)比较,水泥混凝土具有节能、经济、生态、来源广、应用方便、耐久性好、维修能耗最低,使用寿命最长等优点,需求量迅速增长。
但水泥混凝土及水泥工业的发展,也带来了严重的环境与资源问题。
水泥工业的发展,消耗了大量的能源及石灰石、黏土等矿产资源,同时排放了大量的污染物。
生产每吨硅酸盐水泥熟料,消耗石灰石约1.3吨,黏土约0.3吨,排放1吨多CO2。
现在,水泥工业每年消耗石灰石4亿多吨,黏土l亿多吨,排放3亿多吨CO2,大量的NO2,SO2有害气体,排放粉尘1000万吨以上。
水泥的生产是以巨大的能源、资源消耗为代价并造成严重的环境负荷。
这对我国及世界的可持续发展极为不利。
混凝土的密实堆积[1]就是选取合适细度模数的砂子、合理级配的石子、不同粒径的掺合物,拌制而成堆积密度最大的混凝土。
混凝土密实度增加了,从而使混凝土的耐久性得到提高。
本文根据实际需要寻找最佳掺量比例,达到水泥使用量相同,混凝土强度提高;
混凝土强度相同,水泥用量减少的目的。
1.2水泥及混凝土简史
cement一词由拉丁文cemented发展而来,是碎石及片石的意思。
水泥的历史最早可追溯到古罗马人在建筑中使用的石灰与火山灰的混合物,这种混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似。
用它胶结碎石制成的混凝土,硬化后不但强度较高,而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。
长期以来,它作为一种重要的胶凝材料,广泛应用于建筑工程。
1756年,英国工程师J.斯米顿在研究某些石灰在水中硬化的特性时发现:
要获得水硬性石灰,必须采用含有粘土的石灰石来烧制;
用于水下建筑的砌筑砂浆,最理想的成分是由水硬性石灰和火山灰配成。
这个重要的发现为近代水泥的研制和发展奠定了理论基础。
1796年,英国人J.帕克用泥灰岩烧制出了一种水泥,外观呈棕色,很像古罗马时代的石灰和火山灰混合物,命名为罗马水泥。
因为它是采用天然泥灰岩作原料,不经配料直接烧制而成的,故又名天然水泥。
具有良好的水硬性和快凝特性,特别适用于与水接触的工程。
1813年,法国的土木技师毕加发现了石灰和粘土按三比一混合制成的水泥性能最好。
1824年,英国建筑工人J.阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权。
他用石灰石和粘土为原料,按一定比例配合后,在类似于烧石灰的立窑内煅烧成熟料,再经磨细制成水泥。
因水泥硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地方用于建筑的石头相似,被命名为波特兰水泥。
它具有优良的建筑性能,在水泥史上具有划时代意义。
1907年,法国比埃利用铝矿石的铁矾土代替粘土,混合石灰岩烧制成了水泥。
由于这种水泥含有大量的氧化铝,所以叫做“矾土水泥”。
1871年,日本开始建造水泥厂。
1877年,英国的克兰普顿发明了回转炉,并于1885年经兰萨姆改革成更好的回转炉。
1889年,中国河北唐山开平煤矿附近,设立了用立窑生产的唐山“细绵土”厂。
1906年在该厂的基础上建立了启新洋灰公司,年产水泥4万吨。
1893年,日本远藤秀行和内海三贞二人发明了不怕海水的硅酸盐水泥。
20世纪,人们在不断改进波特兰水泥性能的同时,研制成功了一批适用于特殊建筑工程的水泥,如高铝水泥,特种水泥等。
全世界的水泥品种已发展到100多种,2007年水泥年产量约20亿吨。
中国在1952年制订了第一个全国统一标准,确定水泥生产以多品种多标号为原则,并将波特兰水泥按其所含的主要矿物组成改称为矽酸盐水泥,后又改称为硅酸盐水泥至今。
2007年中国水泥年产量约11亿吨。
我国预拌混凝土技术发展起步较晚。
70年代末,首次从日本购进成套混凝土搅拌站、搅拌输送车和输送泵,开始了我国预拌混凝土生产和泵送混凝土施工。
1978年常州市建立预拌混凝土搅拌站,以商品形式向用户提供混凝土。
同年,上海宝钢购进日本成套设备,建成生产能力50万立方米预拌混凝土搅拌站。
20世纪80年代中期是混凝土搅拌站第1次建站高峰,90年代是第2次建站高峰,也是我国预拌混凝土行业成熟和发展最快的一个时期。
20多年来,混凝土生产企业如雨后春笋般迅猛发展,已成为中国建筑业一支朝气蓬勃的生力军。
进入21世纪,随着国民经济的持续快速发展,混凝土生产企业更是风起云涌,市场呈现出勃勃生机。
2006年,全国预拌混凝土供应量4.76亿立方米,比2005年增加1.07万立方米,增幅为29.17%;
预拌混凝土年搅拌能力10.81亿立方米,比2005年增加1.95亿立方米,混凝土搅拌站2891个,比2005年增加466个;
混凝土搅拌车37427辆,比2005年增加7112辆,混凝土泵车6527辆,比2005年增加1341。
温家宝总理作出重要指示,当前建筑企业面临的主要任务之一是"
广泛应用节能环保技术,推进建筑业可持续发展"
.指出了建筑企业应承担的社会责任.建筑能耗占全社会总能耗的40%左右,包括生产和使用两个环节.降低生产过程中的能耗,建筑企业责无旁贷.降低使用能耗,建筑企业也是可以有所作为的.
1.3密实度模型的发展
早在19世纪,部分学者就已经对混凝土的骨料堆积的概念产生了兴趣。
1892年,R.Feret发表了有关混凝土颗粒堆积的文章。
1896年,这种堆积方法用于研究在海洋环境下,斯堪的纳维亚建筑的混凝土耐久性。
后来,美国波特兰水泥协会的Powers等人对混凝土骨料的空隙比评估做了大量研究。
颗粒体系的密实堆积,对工业和研究的诸多领域均有重要的影响,于是它引起了许多其他技术领域的广泛兴趣,如陶瓷、石油沥青、粉末冶金等等。
最早的有关密实度模型报道的文章是1930年出版的关于最优堆积对液体在填料塔中流动的影响。
在1929年和1930年,Furnas和Westmann分别对理想球体的堆积密实度做了大量研究。
19世纪50年代和60年代原子能技术的应用和航天技术的发展进一步推动了堆积密实度方法的研究。
从此之后,密实度模型有了很大的发展。
模型从简单的只考虑圆形颗粒、两到三种颗粒粒径且互相不影响的体系到多种粒径、连续级配且相互影响体系。
比如,1967年的Aim[2]和Goff模型,1976年的Toufar模型,1986年Stovall的线性模型(LPDM)和Dewar模型,1999年的DeLarrard的可
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