基本信息
- 項目名稱：
- 河北三河地區(qū)大摻量粉煤灰混凝土的研究與制備
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 粉煤灰是火力發(fā)電廠排放的廢料，也是綠色高性能混凝土的理想摻合料，如果將其科學地應用于混凝土中，對于改善混凝土的工作性能，提高混凝土的耐久性以及降低混凝土的生產(chǎn)成本具有重要的意義，如何合理地大量摻入粉煤灰是工程中需要解決的一個首要問題。本作品針對河北三河地區(qū)的水泥、粉煤灰以及粗細骨料等材料的性能特點，采用高性能混凝土的技術路線，單因素試驗研究方法，開展了大摻量粉煤灰混凝土的研究與制備。
- 詳細介紹：
- 本作品對粉煤灰等量取代水泥30％～50％的大摻量粉煤灰混凝土的工作性和抗壓強度進行試驗研究，主要工作有：①對本地區(qū)混凝土配合比進行調研，在此基礎上，初步確定配合比的主要因素：膠凝材料用量為420kg/m3;選取0.36、0.39、0.42三個水膠比;粉煤灰取代率為30％、40％、50％。②通過試驗考察粉煤灰對混凝土工作性以及抗壓強度的影響，確定大摻量粉煤灰混凝土的配合比。③對本地區(qū)大摻量粉煤灰混凝土的實際應用提出了建議。主要獲得以下結果：①三河冀東水泥廠生產(chǎn)的盾石牌42.5號普通硅酸鹽水泥，標準稠度用水量為27.4％，28d抗折強度為8.7MPa，抗壓強度為52.5MPa，與聚羧酸高效減水劑有很好的相容性，適合制備大摻量粉煤灰混凝土。三河本地的天然砂細度模數(shù)為1.6，為細砂。含泥量在3.5％左右，泥塊含量在1.8％左右，屬于Ⅲ類砂。配制大摻量粉煤灰混凝土宜將天然砂與機制砂混合在一起使用，使其成為級配合理的中砂。②在30％～50％摻量范圍內，粉煤灰可以大幅度提高混凝土的流動性，提高的最大幅度為26%。③水膠比為0.39，當粉煤灰摻量為30%時，可配制C45的混凝土；當粉煤灰摻量為40%時，可配制C40的混凝土；當粉煤灰摻量為50%時，可配制C35的混凝土。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 針對河北三河地區(qū)的水泥和粉煤灰及粗細骨料的性能特點，對粉煤灰等量取代水泥30％～50％的大摻量粉煤灰混凝土的工作性及抗壓強度進行試驗研究，獲得性能優(yōu)異、適用于本地區(qū)的混凝土配合比，找到河北三河地區(qū)大摻量粉煤灰混凝土的技術特點并提出大摻量粉煤灰混凝土制備及應用時應注意的問題。
科學性、先進性及獨特之處
- 科學性：本作品采用高性能混凝土的技術路線，單因素試驗研究方法。 先進性：大摻量粉煤灰混凝土是綠色高性能混凝土，是未來混凝土發(fā)展的方向之一。 獨特性：作品采用河北三河地區(qū)大宗使用的混凝土原材料，普通的生產(chǎn)工藝,在較低的水泥用量（210kg/m3），較高的粉煤灰摻量(126～210kg/m3)條件下，制備了強度等級C45、C40、C35的大摻量粉煤灰混凝土。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 制備的大摻量粉煤灰混凝土，每立方米混凝土的生產(chǎn)成本可降低5～15元，不僅可節(jié)約資源能源、減輕環(huán)境污染，而且可改善本地區(qū)混凝土結構的耐久性，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，本作品可促進大摻量粉煤灰混凝土在本地區(qū)實際工程中的應用。
學術論文摘要
- 混凝土是土木工程中用量最大、最主要的結構材料，然而生產(chǎn)混凝土需消耗大量的資源、能源且污染環(huán)境。發(fā)展綠色高性能混凝土，已成為本學科發(fā)展的重要課題。大摻量粉煤灰混凝土是綠色高性能混凝土，它具有良好的和易性，后期強度高，水化熱小，可減少水泥用量，降低混凝土的生產(chǎn)成本。本作品采用高性能混凝土的技術路線，對粉煤灰等量取代水泥30％～50％的大摻量粉煤灰混凝土的工作性和抗壓強度進行試驗研究，具體內容為：(1)對河北三河地區(qū)大宗使用的混凝土原材料進行性能分析。(2)對本地區(qū)混凝土的配合比進行調研，在此基礎上初步確定膠凝材料用量、水膠比、粉煤灰取代率等配合比主要因素。(3)通過試驗考察粉煤灰對混凝土工作性的影響以及混凝土7d、28d、60d、90d的抗壓強度，確定大摻量粉煤灰混凝土的配合比。(4)找到河北三河地區(qū)大摻量粉煤灰混凝土的技術特點，以及施工時應注意的問題。
獲獎情況
- 2009年獲得華北科技學院大學生科技文化節(jié)創(chuàng)新作品三等獎。
鑒定結果
- 本作品為華北科技學院2009年大學生課外學術科技作品。
參考文獻
- [1] 覃維祖.混凝土材料與結構在低碳經(jīng)濟新形勢下的發(fā)展方向[J].施工技術.2010(3). [2] 吳中偉.高性能混凝土－綠色混凝土[J].混凝土與水泥制品，2000(1). [3] 李維安，蘇勝，米文瑜等.河北省教育廳項目“大摻量粉煤灰高性能混凝土的研究”研究報告[R]. 華北科技學院，2005. [4] 周嘯塵，王新友.粉煤灰對高性能混凝土工作性的影響[J].粉煤灰綜合利用，2003(2) . [5] 姚燕，王玲，田培.高性能混凝土[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006. [6] 覃偉祖.用整體論科學思想引導混凝土技術可持續(xù)發(fā)展－對粉煤灰在混凝土中應用現(xiàn)狀與前景的思考[J].粉煤灰，2008(1). [7] 清華大學土木系.國家“十五”科技攻關項目“新型高性能混凝土及其耐久性的研究”第三課題第二專題“C30～C50大摻量粉煤灰高性能混凝土的研究和應用”研究報告
同類課題研究水平概述
- 大摻量粉煤灰混凝土的工作性: 對于大流動性的混凝土，坍落度一般在200mm左右，要使其坍落度再增大比較困難，因為減水劑的用量達到一定規(guī)定要求后，減水效果就不明顯，如果單純加大用水量，勢必導致混凝土強度降低，而且也易產(chǎn)生離析、保水性差等問題，會影響工程質量。有試驗證明，如果用優(yōu)質粉煤灰替代部分水泥、砂和石子，使粉煤灰的摻加量大幅度提高，混凝土中用量可達到400Kg/m3，通過摻加高效減水劑，配制出坍落度在250mm以上，28d抗壓強度不低于50Mpa，可自動密實的高強度混凝土。中央電視臺新址底板的混凝土，要求混凝土坍落度：200～230mm，混凝土擴展度≥500 mm；壩落度經(jīng)時損失：≤30mm/2h。采用了大摻量粉煤灰混凝土（粉煤灰摻量50％）,入模坍落度為180mm～210mm。由于粉煤灰摻量大，粉體的體積比普通混凝土大，用水量減少了約50Kg/m3，自由水大幅度減少，混凝土無泌水現(xiàn)象，并且和易性良好，可泵性也非常好。 大摻量粉煤灰混凝土的工作強度： 覃維祖教授于2005年進行試驗，增大粉煤灰摻量（從原來的25％增大到50％），水膠比則減?。◤脑瓉淼?.45減小到0.36），并且保持工作度不變，強度發(fā)展完全滿足設計要求，并且通過了工程實踐的驗證，從而為該混凝土設計應用于新中央電視臺大樓底板澆注提供了依據(jù)。 大摻量粉煤灰混凝土的配合比有比較大的靈活性，采用優(yōu)化配制思路，根據(jù)工程需要，可以配制出早期強度很高的混凝土，可以配制出強度發(fā)展完全與普通硅酸鹽水泥混凝土相當?shù)幕炷?。即使粉煤灰摻量高達60％，其3d抗壓強度仍然能達到普通水泥混凝土的1.03倍。
