原材料性质波动下混凝土质量控制技术研究

发布时间：2020-07-25 20:42

【摘要】：生产商品混凝土时,常出现原材料短缺、原材料性质良莠不齐等情况,致使在生产过程中混凝土质量难以控制。在大产量混凝土时代,研究不同混凝土原材料性质波动及掺量变化对混凝土性能的影响,实现生产适应原材料性质波动,对于稳定控制混凝土质量具有较大的现实意义与理论意义。本文通过最大堆积密度理论及对最佳砂浆富余系数的研究进行混凝土基准配合比设计,优选出在原材料性质稳定条件下的混凝土配合比;着重通过二次饱和D-最优化设计及多元回归设计与分析方法研究矿物掺合料(粉煤灰、矿粉)在掺量变化及性质波动下对混凝土性能的影响,提出矿物掺合料性质波动下的混凝土质量综合控制技术。研究表明:(1)基于最大堆积密度理论对骨料颗粒级配进行优化可降低粗骨料的空隙率,提高粗骨料松散堆积密度,在砂浆富余系数不变的条件下降低砂浆用量;研究表明砂浆富余系数越大,混凝土工作性能越好,混凝土密度越低,同时其强度越低;综合混凝土工作性能、抗压强度、混凝土密度等指标来看,混凝土较佳砂浆富余系数范围在1.8-2.2之间,最佳砂浆富余系数为2.0。(2)基于二次饱和D-最优化设计研究粉煤灰、矿粉掺量对混凝土性能的影响,通过design-expert软件将连续设计转化离散设计,定量且准确的分析不同粉煤灰、矿粉掺量下的混凝土性能,结果表明粉煤灰、矿粉掺量与混凝土坍落度、坍落扩展度呈二次关系,而与混凝土 3d、7d、28d抗压强度呈一次关系。(3)通过多元回归设计与分析方法研究粉煤灰、矿粉性质波动对混凝土性能的作用规律,分析原材料各性能指标影响混凝土性能的程度并提出原材料性质综合系数概念。研究表明粉煤灰的平均粒径、需水量比、45μm筛余及矿粉的平均粒径、流动度比、45μm筛余、烧失量为影响混凝土工作性能的主要指标;粉煤灰的平均粒径、钙含量、需水量比、80μm筛余及矿粉的玻璃体含量、45μm筛余为影响混凝土 3d抗压强度的主要指标;粉煤灰的28d活性、钙含量、密度及矿粉的28d活性、平均粒径为影响混凝土 28d抗压强度的主要指标。(4)对不同粉煤灰、矿粉原材料性质指标进行检测,发现,不同批次和产地的原材料性质指标存在较大的差异性,对混凝土质量控制造成较大难度;应用多元回归分析研究不同指标对混凝土性能影响的权重大小,提出原材料对混凝土性能影响的综合系数概念:(?),依据原材料综合系数实现对原材料性质更加全面、准确的评价,为原材料性质波动下混凝土质量预测与控制提供更具科学性的理论基础。(5)综合分析粉煤灰、矿粉性质波动及掺量变化对混凝土性能的作用规律,基于原材料综合系数概念,建立了混凝土质量快速预测与控制模型:y=y(B,c)*γ(φFA,φGGBS)=y(B,C)*y(φFA,φGGBS)/y(d,e),有效地实现了对混凝土质量的控制,为今后商品混凝土生产和性能调控提供简洁、高效、合理的解决思路。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528
【图文】：

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技术路线

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粒形状极其不规则外，各粉煤灰均具有不同程度的球状颗粒，FA2、FA3 分别为FA1 球磨 10min、20min 后状态，可见，FA1 球状颗粒较 FA2、FA3 多得多，比较而言，FA1、FA4 球状颗粒总量较为相近，FA6 球状颗粒最多，且颗粒分部较好。FA1 FA2 FA3

颗粒级配曲线,中砂,颗粒级配,物理指标

表 2-4 矿粉物理指标烧失量/%45μm/%80μm/%7d/%28d/%流动度/%粒径/mm密度（g/cm0.60 6.3 0.8 72 88 103 18.0 2.70.64 14.0 1.6 70 96 101 16.8 2.71.32 4.3 2.8 65 70 104 19.9 2.70.63 5.8 1.0 80 101 101 16.8 2.70.49 5.0 1.2 84 103 98 15.2 2.60.72 10.4 1.2 72 85 100 16.4 2.60.22 8.6 1.6 70 98 106 14.0 2.7骨料究所采用的细骨料为水洗中砂，细度模数为2.46，堆积密度为为 2640kg/m3，其颗粒级配曲线如图 2-2 所示。

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