基于正交试验的自密实重晶石混凝土性能研究
发布时间：2021-01-05 23:34
重晶石混凝土具有较高的表观密度,对X、γ射线有很好的屏蔽效果,它被广泛应用于核电、国防和医疗工程中。随着核技术应用的快速发展,辐射防护显得尤其重要,目前屏蔽建设项目多采用模块化施工技术来提高结构的整体性,而模块内部布置大量的钢筋件、连接件和系统管道,导致操作空间狭窄,普通重晶石混凝土难以振捣密实,给混凝土屏蔽效果带来严重风险。自密实混凝土是一种在自身重力作用下无需振捣便可填充密实的混凝土,适用于钢筋密集、结构复杂的建筑物。本文通过研究得到一种具有高流动性和防辐射性能的自密实重晶石混凝土,不仅可解决屏蔽建设项目中普通重晶石混凝土难以振捣密实问题,还可缩短施工工期,改善施工环境,使重晶石混凝土能更广泛应用于核电、国防和医疗等屏蔽项目建设中,此研究具有一定的实际应用价值。本文针对重晶石自重大,易发生骨料沉降导致混凝土离析等问题,采取掺入适量的粉煤灰与阴极射线管（CRT）玻璃粉,重晶石粗细骨料连续级配的方法进行改善,采用正交试验方法研究水胶比、减水剂用量和砂率对混凝土工作性能、力学性能和防辐射性能的影响,确定最优配合比,成功制备出自密实重晶石混凝土,并基于Herschel-Bulkley模型采...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机械表2.4机制砂的
14粉是将废弃的电视机、电脑等家电的显示屏进行拆解破碎，经筛分后回收的粒径小于0.15mm的粉末，相比于重晶石石粉而言，CRT玻璃粉具有更加光滑的表面，吸水率更低，在水泥浆中起到润滑的作用，摩擦阻力更小，使得混凝土的流动性更好，因此采用CRT玻璃粉掺入混凝土中，调整重晶石砂级配和增加水泥浆含量。CRT玻璃粉见图2.2所示。CRT玻璃含有一定的铅元素，需要严格控制铅的浸出值，其值主要跟CRT玻璃含量与粒径大小有关，含量和粒径越大铅的浸出值越大。Ling[46]采用四种不同粒径的废CRT玻璃100%的替代水泥砂浆制备混凝土，进行金属铅浸出试验，研究表明粒径为0.6mm的CRT玻璃金属铅浸出值为3.51mg/L，小于规程对固体废弃物铅浸出值5mg/L的要求。本次试验掺入CRT玻璃粉的粒径为0.15mm以下、质量分数为水泥的24%，远远低于Ling试验的CRT玻璃含量和粒径大小，因此满足规程铅浸出值要求，可以掺入使用。图2.2CRT玻璃粉2.3配合比设计2.3.1配合比的初步拟定自密实混凝土具有较高的流动性其主要原因有三点：一是混凝土的胶凝材料用量比较高，宜控制在400kg/m3～550kg/m3之间；二是混凝土的砂率较高，配制SCC时一般在40%以上，甚至可以达到55%；三是掺入减水剂可以提高混凝土的黏聚性和流动性，因此应确定好水胶比、减水剂和砂率的合适用量范围，并满足SCC的一般规定。而重晶石混凝土配合比设计主要考虑强度、表观密度、结合水含量等控制指标，使得混凝土具有较好的防辐射性能。综合两种混凝土配合比设计特性可知，自密实重晶石混凝土配合比设计应确保混凝土具有较高的表观密度，同时水胶比、砂率、减水剂用量达到SCC的要求。
20凝土拌合物的状态，具有较好的黏稠性与和易性后出机测试拌合物的工作性能。测试完工作性能后，将混凝土拌合物装入容量筒中，不能进行振捣，让混凝土依靠自重流平，平稳的放在天平上测量质量，得到拌合物的表观密度，工作性能与表观密度满足规范要求时，说明自密实重晶石混凝土配制成功。图2.5V型漏斗图2.6坍落度筒（2）力学性能试验立方体抗压强度试件尺寸为150mm×150mm×150mm，总共9组，每组3个，轴心抗压强度试件尺寸为150mm×150mm×300mm，总共9组，每组3个，试验仪器如图2.7～图2.8所示。试验的前期准备如下：将配制成功的拌合物填满模具，所需模具内部面涂抹一层润滑油，并在模具底部放入标签，进行标记分组，自动填充密实，并用刮刀刮平表面，将试块放置在室温20℃、相对湿度大于50%的环境1-2天后，拆除模具并观察混凝土表面是否存在蜂窝麻面。拆模完成后的试件马上放入温度在20℃、相对湿度在95%以上的标准养护室进行养护，达到相应龄期后测试其力学性能和防辐射性能。
本文编号：2959499
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机械表2.4机制砂的
14粉是将废弃的电视机、电脑等家电的显示屏进行拆解破碎，经筛分后回收的粒径小于0.15mm的粉末，相比于重晶石石粉而言，CRT玻璃粉具有更加光滑的表面，吸水率更低，在水泥浆中起到润滑的作用，摩擦阻力更小，使得混凝土的流动性更好，因此采用CRT玻璃粉掺入混凝土中，调整重晶石砂级配和增加水泥浆含量。CRT玻璃粉见图2.2所示。CRT玻璃含有一定的铅元素，需要严格控制铅的浸出值，其值主要跟CRT玻璃含量与粒径大小有关，含量和粒径越大铅的浸出值越大。Ling[46]采用四种不同粒径的废CRT玻璃100%的替代水泥砂浆制备混凝土，进行金属铅浸出试验，研究表明粒径为0.6mm的CRT玻璃金属铅浸出值为3.51mg/L，小于规程对固体废弃物铅浸出值5mg/L的要求。本次试验掺入CRT玻璃粉的粒径为0.15mm以下、质量分数为水泥的24%，远远低于Ling试验的CRT玻璃含量和粒径大小，因此满足规程铅浸出值要求，可以掺入使用。图2.2CRT玻璃粉2.3配合比设计2.3.1配合比的初步拟定自密实混凝土具有较高的流动性其主要原因有三点：一是混凝土的胶凝材料用量比较高，宜控制在400kg/m3～550kg/m3之间；二是混凝土的砂率较高，配制SCC时一般在40%以上，甚至可以达到55%；三是掺入减水剂可以提高混凝土的黏聚性和流动性，因此应确定好水胶比、减水剂和砂率的合适用量范围，并满足SCC的一般规定。而重晶石混凝土配合比设计主要考虑强度、表观密度、结合水含量等控制指标，使得混凝土具有较好的防辐射性能。综合两种混凝土配合比设计特性可知，自密实重晶石混凝土配合比设计应确保混凝土具有较高的表观密度，同时水胶比、砂率、减水剂用量达到SCC的要求。
20凝土拌合物的状态，具有较好的黏稠性与和易性后出机测试拌合物的工作性能。测试完工作性能后，将混凝土拌合物装入容量筒中，不能进行振捣，让混凝土依靠自重流平，平稳的放在天平上测量质量，得到拌合物的表观密度，工作性能与表观密度满足规范要求时，说明自密实重晶石混凝土配制成功。图2.5V型漏斗图2.6坍落度筒（2）力学性能试验立方体抗压强度试件尺寸为150mm×150mm×150mm，总共9组，每组3个，轴心抗压强度试件尺寸为150mm×150mm×300mm，总共9组，每组3个，试验仪器如图2.7～图2.8所示。试验的前期准备如下：将配制成功的拌合物填满模具，所需模具内部面涂抹一层润滑油，并在模具底部放入标签，进行标记分组，自动填充密实，并用刮刀刮平表面，将试块放置在室温20℃、相对湿度大于50%的环境1-2天后，拆除模具并观察混凝土表面是否存在蜂窝麻面。拆模完成后的试件马上放入温度在20℃、相对湿度在95%以上的标准养护室进行养护，达到相应龄期后测试其力学性能和防辐射性能。
本文编号：2959499
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