普通混凝土高性能化的实现方法研究开题报告

1．本课题研究的背景、目的及意义

1.1 研究背景

长期以来，人们以抗压强度作为评价混凝土优劣的重要指标，混凝土的发展也就成为强度不断提高的过程。然而单纯通过提高混凝土的强度提高混凝土性能并不可靠。一是不经济，二是单纯提高混凝土的强度带来的潜在的副作用可能使混凝土的综合性能大打折扣。现实中许多重大工程结构的混凝土，尤其是一些大体积混凝土，对强度的要求并不高，但需要混凝土具有优异综合性能。如何使普通强度等级混凝土获得高性能、高耐久性，这对节约自然资源，节约工程资金，降低能源的消耗与浪费均有重要的意义。

1.2 研究现状

当前国内外大量研究与生产应用的高性能混凝土属于高强度高性能混凝土。作者对高性能混凝土的定义是具有高的强度、高的体积稳定性与长的使用寿命。水灰比0.38，水泥石中只有凝胶孔没有毛细孔,抗渗性高。针对不同的使用环境,可以用矿物质（如超细粉、硅粉、超细矿渣、超细粉煤灰或超细天然沸石粉取代混凝土中部分水泥，提高混凝土的抗渗性与耐久性。高性能混凝土的用水量一般较低，必须采用新型减水剂，使其获得高的流动性，并具有控制坍落度损失的功能，保证混凝土的施工浇注和密实成型。

在国外，强度140MPa的高性能混凝土已得到应用，强度230MPa的高性能混凝土也已试验应用。但是，这种水胶比很低(0.23)的混凝土，更容易出现自收缩开裂及进一步水化开裂，这是高强度、高性能混凝土必须要进一步解决的技术关键。

目前，国内外大多使用的还是普通强度的混凝土。我国生产应用的混凝土绝大部分属C20、C30、C40这些强度等级，其使用寿命一般为：40~50年。如何使这些混凝土获得高性能、高耐久性，使用寿命由原来的40~50年提高到70~80年，这对节省资源和能源以及节省资金均有重大的意义。

1.3 研究目的及意义

通过使用矿物掺合料的单掺，双掺和高效减水剂的使用，以及调整水灰比、砂率，控制砂石的级配来达到提高混凝土工作性和耐久性的目的。并结合经济性、使用性目标从中找出最经济节约的方法。

本课题旨在通过矿物掺合料和化学外加剂的使用，以改善普通混凝土的性能并尽量降低混凝土的生产成本。探究实现普通混凝土高性能化的方法。

2．本课题主要研究内容和预期目标

2.1 主要研究内容

工程中大量应用的是C50以下强度等级的混凝土（称之为普通混凝土），普通混凝土在材料使用、施工性能和耐久性方面存在明显的缺陷。本课题从普通混凝土出发探究一系列方法来改善普通混凝土的工作性和耐久性

1)原材料物理化学性质的测定：

水泥、矿粉、粉煤灰的物相分析；

水泥、矿粉、粉煤灰的密度测定；

砂的级配和细度模数的测定；

石子的级配测定；

矿粉、粉煤灰含水率的测定。

2)基准混凝土配合比设计

C30普通混凝土配合比设计

3)高性能化普通混凝土配合比的确定

高性能化混凝土配合比设计

4)新拌混凝土工作性检测

新拌混凝土初始坍落度和坍落度经时损失检测，含气量测定，观察表面离析、泌水性。

5)硬化混凝土抗压强度及耐久性检测

硬化混凝土3d、7d、28d抗压强度和抗渗性检测

2.2 预期目标

通过一系列的对比试验，在保证混凝土施工性能和强度的前提条件下，

（1）了解普通混凝土基本性能；

（2）不断调整矿物掺合料的掺配比例和高效减水剂的用量，以及调整砂率、控制砂石级配，调整水灰比达到改善普通混凝土工作性和耐久性以实现高性能化。

（3）探索并分析所采用方法在改善普通混凝土性能方面的内在机理，研究普通混凝土高性能化的技术途径并分析高性能化方法的经济性。

该方案以改善普通混凝土的各项性能、降低混凝土的生产成本为目标，探索改善普通混凝土性能的方法，为工程实践提供一些经验。

4．本课题主要参考文献

[1] 李益进，孙鑫鹏，尹健. 超细粉煤灰对高性能混凝土耐久性影响研究[J]. 西安建筑科技大学学报,2010,42(4):521-525.

[2] 谢雪慈. 浅谈实现普通混凝土高性能化的方法和途径[J]. 广东水利水电,2007,(1).

[3] 顾晴霞，郭飞鸿，王军. 普通混凝土高性能化研究与施工应用[J]. 施工技术,2003,32(4):11-13.

[4] 刘磊. 低强度混凝土的高性能化研究[J]. 建筑与工程,2010(3):651-652.

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[6] 蒋平江. 矿物掺合料对低强度高性能混凝土耐久性能的影响[J]，水运工程,2011(5):50-53.

[7] 邢峰，冯乃谦. 普通强度混凝土高性能化的研究[J]. 土木工程学报,2000,33(5):19-23.

[8] 王玲，姚燕，高春勇等. 中等强度等级混凝土高性能化的研究[J]. 中国建筑材料科学研究院.

[9] 张勇，刘建忠. 中低强度等级混凝土高性能化及其工程应用[J]. 江苏建筑,2006(2):45-46.

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5．本课题的具体进度安排（包括序号、起迄日期、工作内容）

3月2日~3月22日（第1周-第3周）：文献检索，试验方案的确定及撰写等。

3月23日~3月29日（第4周）：水泥、砂、石、粉煤灰、矿粉等原材料的准备。

3月30日~4月5日（第5周）：开题答辩，原材料基本物理化学性质测定，普通混凝土试件的配制及新拌混凝土和易性检测。

4月6日~4月12日（第6周）：普通混凝土3d抗压强度测定，并尝试配制高性能化混凝土试件。

4月13日~4月19日（第7周）：普通混凝土7d抗压强度测定，高性能化混凝土3d强度的测定。确定所用外文文献并开始翻译等。

4月20日~4月26日（第8周）：外文文献翻译，检测高性能化混凝土7d抗压强度。

4月27日~5月3日（第9周）：提交外文文献翻译，检测普通混凝土28d抗压强度。

5月4日~5月10日（第10周）：检测高性能化混凝土28d抗压强度。

5月11日~5月17日（第11周）：普通混凝土和高性能化混凝土抗渗性检测。

5月18日~5月24日（第12周）： 记录并汇总数据。

5月25日~5月31日（第13周）：分析矿物掺合料和化学外加剂作用机理。

6月1日~6月7日（第14周）：撰写论文

6月8日~6月14日（第15周）：论文初稿的确定等

6月15日~6月21日（第16周）：论文修改，论文答辩相关材料的准备等。

6月22日~6月28日（第17周）：论文答辩