低水泥用量超高性能混凝土性能和可持续结构设计研究
发布时间：2023-04-23 07:01
超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC)作为一种新型结构材料,以超高强度(抗压强度大于120MPa)、极低的孔隙率和优异的耐久性能而闻名,具有极其广阔的应用前景。超高性能混凝土在配合比设计中剔除了粗骨料,因此每生产1立方米超高性能混凝土需要800～1100 kg水泥,是普通混凝土水泥用量的3～4倍。如此巨大的水泥使用量不仅在生产和应用环节释放了大量二氧化碳,而且消耗了极大的资源和能源,在某种程度上背离了我国节能减排和低碳可持续发展的基本原则。如何在大幅度减少水泥用量的前提下,能够生产出具备相同质量的超高性能混凝土,从而保障我国城市化建设工程对混凝土巨大用量的需求,是摆在我国科研工作者面前的一个重要课题。由于超高性能混凝土通常采用蒸汽和蒸压养护,在原材料中采用石英砂和石英粉,导致生产成本较高,降低超高性能混凝土的制备成本成为近年来研究另一热点。另一方面,目前导致超高性能混凝土没能广泛应用的原因之一,是缺乏结构尺度的设计方案比较和可持续的结构设计方法,与普通混凝土在结构尺度的设计比较,才能使超高性能混凝土在成本和碳排放方面的优势充分体现...
【文章页数】：184 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
创新点摘要
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 超高性能混凝土
1.2.2 含有水泥替代材料的超高性能混凝土
1.2.3 可持续结构设计
1.3 本文主要内容
第2章 材料特性和试验方法
2.1 水泥替代材料选择的方法
2.1.1 水泥替代材料简介
2.1.2 水泥替代材料选择方法
2.2 原材料
2.3 试验方法
2.3.1 和易性
2.3.2 力学性能
2.3.3 水化
2.3.4 微观结构与孔结构
2.4 本章小结
第3章 低水泥用量超高性能混凝土配合比设计方法
3.1 颗粒尺寸分布与堆积理论
3.1.1 颗粒堆积模型
3.1.2 优化曲线
3.1.3 离散单元模型
3.2 低水泥用量超高性能混凝土配合比设计
3.2.1 建立目标值
3.2.2 设定变量
3.2.3 设定约束
3.2.4 优化的解和本试验配合比
3.3 本章小结
第4章 低水泥用量超高性能混凝土性能研究
4.1 和易性研究
4.1.1 粉煤灰和硅灰对和易性的影响
4.1.2 石灰和硅灰对和易性的影响
4.1.3 稻壳灰和硅灰对和易性的影响
4.1.4 粉煤灰、石灰和稻壳灰对和易性的影响比较
4.2 抗折性能研究
4.2.1 粉煤灰和硅灰对抗折性能的影响
4.2.2 石灰和硅灰对抗折性能的影响
4.2.3 稻壳灰和硅灰对抗折性能的影响
4.2.4 粉煤灰、石灰和稻壳灰对抗折性能影响的比较
4.3 抗压性能研究
4.3.1 粉煤灰和硅灰对抗压性能的影响
4.3.2 石灰和硅灰对抗压性能的影响
4.3.3 稻壳灰和硅灰对抗压性能的影响
4.3.4 粉煤灰、石灰和稻壳灰对抗压性能影响的比较
4.4 水化研究
4.4.1 粉煤灰和硅灰对水化的影响
4.4.2 石灰和硅灰对水化的影响
4.4.3 稻壳灰和硅灰对水化的影响
4.4.4 粉煤灰、石灰和稻壳灰对水化影响的比较
4.5 微观结构研究
4.5.1 粉煤灰和硅灰对微观结构影响
4.5.2 石灰和硅灰对微观结构影响
4.5.3 稻壳灰和硅灰对微观结构影响
4.5.4 粉煤灰、石灰和稻壳灰对孔结构影响的比较
4.6 本章小结
第5章 低水泥用量超高性能混凝土性能预测
5.1 方法与原理
5.2 输入和输出变量
5.3 模型的建立
5.4 预测结果评价与讨论
5.5 本章小结
第6章 基于Ontology可持续UHPC结构设计方法
6.1 建设行业信息化一体化
6.1.1 信息互用性和标准化
6.1.2 语义网技术和Ontoloy
6.2 研究方法
6.2.1 知识工程
6.2.2 Ontology开发方法
6.3 Ontology开发步骤
6.3.1 Ontology结构
6.3.2 Ontology开发步骤
6.3.3 SWRL语言编写
6.4 Ontology方法验证和设计实例
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 本文结论
7.2 建议与展望
参考文献
附录1 论文中主要缩写含义
附录2 Matlab预测模型程序
附录3 ANN模型原数据
附录4 Ontology实例计算中的SWRL语义
攻读学位期间公开发表论文
致谢
作者简介
本文编号：3799334
【文章页数】：184 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
创新点摘要
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 超高性能混凝土
1.2.2 含有水泥替代材料的超高性能混凝土
1.2.3 可持续结构设计
1.3 本文主要内容
第2章 材料特性和试验方法
2.1 水泥替代材料选择的方法
2.1.1 水泥替代材料简介
2.1.2 水泥替代材料选择方法
2.2 原材料
2.3 试验方法
2.3.1 和易性
2.3.2 力学性能
2.3.3 水化
2.3.4 微观结构与孔结构
2.4 本章小结
第3章 低水泥用量超高性能混凝土配合比设计方法
3.1 颗粒尺寸分布与堆积理论
3.1.1 颗粒堆积模型
3.1.2 优化曲线
3.1.3 离散单元模型
3.2 低水泥用量超高性能混凝土配合比设计
3.2.1 建立目标值
3.2.2 设定变量
3.2.3 设定约束
3.2.4 优化的解和本试验配合比
3.3 本章小结
第4章 低水泥用量超高性能混凝土性能研究
4.1 和易性研究
4.1.1 粉煤灰和硅灰对和易性的影响
4.1.2 石灰和硅灰对和易性的影响
4.1.3 稻壳灰和硅灰对和易性的影响
4.1.4 粉煤灰、石灰和稻壳灰对和易性的影响比较
4.2 抗折性能研究
4.2.1 粉煤灰和硅灰对抗折性能的影响
4.2.2 石灰和硅灰对抗折性能的影响
4.2.3 稻壳灰和硅灰对抗折性能的影响
4.2.4 粉煤灰、石灰和稻壳灰对抗折性能影响的比较
4.3 抗压性能研究
4.3.1 粉煤灰和硅灰对抗压性能的影响
4.3.2 石灰和硅灰对抗压性能的影响
4.3.3 稻壳灰和硅灰对抗压性能的影响
4.3.4 粉煤灰、石灰和稻壳灰对抗压性能影响的比较
4.4 水化研究
4.4.1 粉煤灰和硅灰对水化的影响
4.4.2 石灰和硅灰对水化的影响
4.4.3 稻壳灰和硅灰对水化的影响
4.4.4 粉煤灰、石灰和稻壳灰对水化影响的比较
4.5 微观结构研究
4.5.1 粉煤灰和硅灰对微观结构影响
4.5.2 石灰和硅灰对微观结构影响
4.5.3 稻壳灰和硅灰对微观结构影响
4.5.4 粉煤灰、石灰和稻壳灰对孔结构影响的比较
4.6 本章小结
第5章 低水泥用量超高性能混凝土性能预测
5.1 方法与原理
5.2 输入和输出变量
5.3 模型的建立
5.4 预测结果评价与讨论
5.5 本章小结
第6章 基于Ontology可持续UHPC结构设计方法
6.1 建设行业信息化一体化
6.1.1 信息互用性和标准化
6.1.2 语义网技术和Ontoloy
6.2 研究方法
6.2.1 知识工程
6.2.2 Ontology开发方法
6.3 Ontology开发步骤
6.3.1 Ontology结构
6.3.2 Ontology开发步骤
6.3.3 SWRL语言编写
6.4 Ontology方法验证和设计实例
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 本文结论
7.2 建议与展望
参考文献
附录1 论文中主要缩写含义
附录2 Matlab预测模型程序
附录3 ANN模型原数据
附录4 Ontology实例计算中的SWRL语义
攻读学位期间公开发表论文
致谢
作者简介
本文编号：3799334
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