基于净浆流变理论的自密实混凝土配合比优化方法研究

发布时间：2020-01-17 12:48

【摘要】：堆石混凝土(RFC)是在自密实混凝土(SCC)基础上发展出的一种大体积混凝土施工技术,已在许多工程中得到应用。自密实混凝土具有优化施工环境、提高施工速度等优良的性能。但由于造价成本较高以及稳健性较弱等不利因素的影响,自密实混凝土难以广泛应用以及进行质量控制。本论文的研究目的是对自密实混凝土的不利性能进行优化改进。研究基于净浆流变阈值理论,通过建立配合比与流变参数的量化关系,对配合比进行量化调整,并且完成成本优化和稳健性量化评估的过程。论文首先基于双线性插值计算方法和基准点试验结果,以体积水粉比和减水剂含量作为配合比参数,建立了配合比参数与净浆流变参数之间的量化关系,得到了净浆的流变参数在基准点区域内的量化分布结果,通过试验验证了量化关系的准确性和可行性。采用试验迭代的方法,对量化关系的计算误差进行了修正。在量化关系的基础上,基于净浆流变阈值理论,提出了净浆配合比的自密实性能区域(self-compacting zone)以及相应计算方法,为配合比的量化调整提供了依据。基于自密实性能区域,提出了固定骨料条件下的自密实混凝土的成本优化方法,所述成本优化方法可以充分考虑水和减水剂对流动性的协同作用。通过一系列不同粉体和外加剂组合的试验,对成本优化方法进行了验证,得到了降低成本的有效途径。进一步对不同粗细骨料含量和比例的工况,进行了成本优化以及结果分析,得到了骨料变化对成本的影响以及骨料选取的建议。在自密实性能区域的基础上,以水分波动容纳量和减水剂损失容纳量作为稳健性的评价指标,提出了稳健性量化评估方法。基于自密实性能区域的分布结果,按照一定的比例降低水粉比同时增大减水剂含量,可以有效提高稳健性。通过对不同粉体和外加剂组合进行稳健性评估,验证了上述规律,并且得到了增强稳健性的途径。为了更高效的进行配合比设计,提出了一种配合比反馈机制。最后,基于增强现实工具和智能手机,利用透视原理和图像处理技术,开发了净浆扩展度自动测量工具,校正了拍摄角度的影响,并判断出试验起始时刻,便捷地测量出净浆流动时间,解决了人工测量流动时间方法所存在的过程繁琐等问题。在测量工具和优化方法的基础上,设计出自密实混凝土配合比信息化系统,为今后的自密实混凝土配合比设计和优化提供简单高效的解决思路和工具。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV544

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本文编号：2570610