輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土研究方案

實(shí)用文檔輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土研究方案1研究意義隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)目前正值基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市化建設(shè)的高潮，混凝土的需求量還將不斷地快速增加，成為建設(shè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。輕骨料混凝土是一種利用人造或天然輕質(zhì)骨料替代普通密度骨料的混凝土。與普通混凝土相比,輕骨料混凝土具有輕質(zhì)高強(qiáng)、隔熱保溫性能好、耐火性能好、抗震性能好、耐久性能好及綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),由于在生產(chǎn)輕骨料和配置輕骨料混凝土的時(shí)候,利用了粉煤灰、硅灰等工業(yè)固體廢棄物,有利于資源的綜合利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。輕骨料混凝土的顯著優(yōu)點(diǎn),使其在大跨度橋梁、高層建筑、海洋工程等工程應(yīng)用中具有巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和突出的社會(huì)效益,已成為現(xiàn)代混凝土的一個(gè)重要發(fā)展方向。結(jié)合我公司現(xiàn)有情況，有必要對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土進(jìn)行研發(fā)，力爭(zhēng)配制出經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、適用性強(qiáng)的輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土，并且使我公司所屬的攪拌站具備生產(chǎn)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土的能力具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。2研究目標(biāo)本次試配實(shí)驗(yàn)采用全系列進(jìn)行輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土配合比的設(shè)計(jì)，選擇水膠比、摻和料摻量為因素，利用工作性（坍落度）、強(qiáng)度、表觀密度三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇最佳的配合比進(jìn)行二次實(shí)驗(yàn)，其中表觀密度越小越好，強(qiáng)度越高越好，坍落度在不離析的條件下越大越好。并優(yōu)選出經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、適用性強(qiáng)的輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土配合比，用于參加“大賽”并積累數(shù)據(jù)庫(kù)，為以后的生產(chǎn)提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)。3研究的主要內(nèi)容3.1不同水膠比對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。3.2不同粉煤灰、礦粉復(fù)合摻入量對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。3.3不同硅粉、礦粉、粉煤灰復(fù)合摻入量對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。3.5不同硅粉摻量對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。3.6不同目標(biāo)表觀密度對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。3.7在滿足強(qiáng)度及施工要求，選出各個(gè)強(qiáng)度等級(jí)最經(jīng)濟(jì)的混凝土配合比。4技術(shù)路線及方案4.1對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，確定輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土可用的原材料，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求及所需原材料見附表。4.1.1水泥：考慮到此次大賽設(shè)計(jì)強(qiáng)度在CL60以上，輕集料混凝土的強(qiáng)度又隨輕集料本身的強(qiáng)度增高而增高，水泥石的強(qiáng)度和輕粗集料對(duì)輕集料混凝土強(qiáng)度的影響相互關(guān)聯(lián)，所以本次研究選用天山水泥廠生產(chǎn)的P.I52.5硅酸鹽水泥。4.1.2輔助膠凝材料：考慮到新疆當(dāng)?shù)乜捎玫摹①|(zhì)量穩(wěn)定能夠大規(guī)模生產(chǎn)的輔助膠凝材料有粉煤灰、礦粉，考慮到輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土所以選擇硅粉，研究選用粉煤灰、礦粉、硅粉作為主要輔助膠凝材料。4.1.3粗骨料：從輕質(zhì)高強(qiáng)角度考慮，由于要配制輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土。所以本次試驗(yàn)研究選用粉煤灰陶粒、頁(yè)巖陶粒、黏土陶粒作為骨料且以較小且呈圓球形的陶粒為最優(yōu)，因?yàn)闇p小粗集料的最大粒徑能有效的提高混凝土的強(qiáng)度頂點(diǎn)，所以選級(jí)配為5mm～15mm輕粗集料，輕集料的性能指標(biāo)應(yīng)符合《輕集料及其試驗(yàn)方法》（GBT17431.1-2010）規(guī)定要求。4.1.4細(xì)骨料：考慮采用52.5水泥，在強(qiáng)度方面有一定的提升，容重也有所提高，綜合考慮初步選擇陶砂作為細(xì)骨料。4.1.4外加劑：由于本次的實(shí)驗(yàn)水膠比比較低，所以減水劑必須具備很高的減水率和良好的保坍性，初步選用緩凝型聚羧酸高效減水劑。4.2檢驗(yàn)原材料的主要性能指標(biāo)（附表）。4.3本次研究的技術(shù)路線。4.3.1通過查閱文獻(xiàn)資料，輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土水膠比宜在0.20~0.30之間，所以水膠比初步選定為0.22、0.26、0.30。4.3.2為了研究輔助膠凝材料的摻入對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度影響規(guī)律，所以本次試驗(yàn)研究選擇復(fù)摻和單摻，粉煤灰摻量選為0%、10%、20%，硅粉摻量選為0%、6%、10%，礦粉摻量選為0%、10%、20%。4.4按照上述主要參數(shù)設(shè)計(jì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土配合比，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試配調(diào)試，同時(shí)成型強(qiáng)度試驗(yàn)所需試件。4.5對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。4.6分析目標(biāo)表觀密度對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。4.7分析水膠比大小對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。4.8分析粉煤灰、礦粉、硅粉復(fù)摻對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。4.9分析硅粉摻量對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。4.10分析礦粉和粉煤灰復(fù)摻對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律。4.11從強(qiáng)度角度考慮對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土配合比進(jìn)行經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析。4.12從目標(biāo)表觀密度角度考慮對(duì)不同表觀密度的混凝土配合比進(jìn)行經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析。5攪拌工藝5.1《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》及相關(guān)資料表明,輕骨料由于其吸水率大,如果采用普通混凝土攪拌工藝,則新拌混凝土中的水分將會(huì)被輕骨料所吸收,影響混凝土的工作性能，造成砂漿中水化反應(yīng)所需要的水嚴(yán)重不足,影響混凝土的凝結(jié)硬化,對(duì)輕骨料混凝土的性能產(chǎn)生很大的影響。本試驗(yàn)采用預(yù)濕處理輕粗骨料攪拌工藝,其方法如下。5.1.1將粗骨料在水中預(yù)濕,去掉明水(預(yù)濕的時(shí)間由骨料的性質(zhì)決定)使其達(dá)到飽和面干。5.1.2將預(yù)濕的粗骨料與細(xì)骨料、摻和料和水泥一起預(yù)攪拌0.5min。5.1.3加入外加劑和凈用水量,繼續(xù)拌和2.5min即可。5.2為了做到高強(qiáng)的目標(biāo),混凝土拌和物較干硬,因此采用振動(dòng)臺(tái)震動(dòng)成型,混凝土拌和物分兩次裝入尺寸為100mm×100mm×100mm三聯(lián)試模,每次裝入一半,并分別震動(dòng)0.5min。表4-1水泥技術(shù)指標(biāo)名稱水泥品種燒失量%密度g/cm3比表面積m2/kg安定性標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量%膠砂流動(dòng)度mm凝結(jié)時(shí)間min抗折強(qiáng)度MPa抗壓強(qiáng)度MPa初凝終凝3d28d3d28d表4-2粉煤灰技術(shù)指標(biāo)（GBT1596-2005）名稱品種、等級(jí)細(xì)度%密度g/cm3比表面積m2/kg需水量比%28d抗折強(qiáng)度MPa28d抗壓強(qiáng)度MPa28d活性指數(shù)%含水量%基準(zhǔn)試驗(yàn)基準(zhǔn)試驗(yàn)表4-3硅粉技術(shù)指標(biāo)含水率（%）流動(dòng)度比（%）活性指數(shù)7天28天表4-4陶砂技術(shù)指標(biāo)名稱規(guī)格顆粒級(jí)配方孔篩累計(jì)篩余（%）細(xì)度模數(shù)壓碎值指標(biāo)%4.75mm2.36mm1.18mm0.600mm0.300mm0.150mm篩底名稱規(guī)格含水率%1h吸水率%石粉含量%MB值表觀密度kg/m3堆積密度kg/m3空隙率%表4-5陶粒技術(shù)指標(biāo)（GBT17431.1-2010）名稱規(guī)格檢驗(yàn)日期方孔篩累計(jì)篩余（%）針狀、片狀顆粒含量%強(qiáng)度標(biāo)號(hào)含泥量%19.0mm16.0mm9.5mm4.75mm2.36mm篩底5-10mm10-20mm名稱規(guī)格檢驗(yàn)日期含水率%1h吸水率%筒壓強(qiáng)度MPa表觀密度kg/m3堆積密度kg/m3空隙率%5-10mm10-20mm表4-6外加劑技術(shù)指標(biāo)名稱類別膠砂減水率(%)含固量(%)密度(g/cm3)PH值表4-7混凝土技術(shù)指標(biāo)名稱類別坍落度(mm)擴(kuò)展度(mm)容重kg/m36試驗(yàn)原材料要求6.1水泥：天山P.I52.5硅酸鹽水泥。6.2輔助膠凝材料：可利用我公司加工的粉煤灰和礦粉作為主要輔助膠凝材料，粉煤灰和礦渣粉應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》（GB/T18736-2002）的規(guī)定。6.3外加劑：可選擇精細(xì)化工生產(chǎn)的聚羧酸高性能減水劑（緩凝型），外加劑應(yīng)符合《混凝土外加劑》（GB8076-2008）的規(guī)定。6.4粗骨料：可選擇碎石料，必須使用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、潔凈的碎石料，粒徑在5mm～20mm，碎石的性能指標(biāo)應(yīng)符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）中的二級(jí)要求。6.5各原材料用量及費(fèi)用見表6-1。表6-1各材料用量名稱42.5水泥（kg）小碎石（kg）粉煤灰（kg）礦粉（kg）減水劑（kg）數(shù)量2000500050050030單價(jià)（元/kg）0.40.040.180.185小計(jì)（元）80020090901507推進(jìn)計(jì)劃初步預(yù)計(jì)研究計(jì)劃如下表所述，如有特殊原因可適當(dāng)調(diào)整。序號(hào)內(nèi)容時(shí)間責(zé)任人驗(yàn)證人備注1原材料準(zhǔn)備2014年11月1日至2014年11月8日郭勝軍費(fèi)文斌2碎石相關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)2014年11月9日至2014年11月17日徐晉、聶濤胡全3粉煤灰、礦粉、水泥相關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)2014年11月9日至2014年11月17日汪燕麗、張顏胡全4外加劑相關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)2014年11月9日至2014年11月17日吳笛、劉偉胡全5透水混凝土配合比調(diào)試同時(shí)成型強(qiáng)度試件2014年11月18日至2014年12月18日張顏郭勝軍6得出透水混凝土3天、7天、14天、28天強(qiáng)度數(shù)據(jù)2015年1月18日之前完成吳祥新、張