1. 研究目的与意义
目的
混凝土材料一直是建筑工程中一种最为重要的材料,但随着新型高效减水剂的发明与应用、矿物细粉的回收与加工、纤维材料的发展以及新型水泥基材料的出现,超高性能混凝土也随之出现,简称uhpc。相对比较传统的混凝土,uhpc具有很多的优点,如:强度高、能自密实、抗腐蚀性能好、韧性高等,这就使得其能适应各种极端的自然环境。在如今这样一个高速发展的社会也就更加需要这样的超高性能混凝土。而影响超高性能混凝土性能的一大重要因素就是所掺合的沙子的细度,uhpc采用的是密实堆积理论,这就需要有较好的颗粒级配,也就决定了必须控制好沙子的细度。本课题就是通过采用不同细度的沙子进行试验,对比得出沙子细度对uhpc的微观结构(微观形貌、孔隙率、孔径分布)和力学性能(抗压强度、劈裂抗拉强度、抗弯强度、弹性模量)的影响,从而发现最优的方案使得超高强度混凝土的性能能够达到最优。本课题研究结果对于超高性能混凝土中沙子细度的影响和配合比优化设计具有指导意义。
意义
2. 国内外研究现状分析
国内外研究和发展历史
上世纪80年代初,英国birchall用mdf材料设计制造成了当今世上第一根水泥弹簧,mdf被称为无宏观缺陷水泥基材料,mdf是通过压力从而降低孔隙率的,这样就可以提高强度,同时还可以提高其他一些性能。在1979年由英国化学工业公司和牛津大学共同研究,在这之后美国、日本、瑞典等国家也开始进行了相关的研究。
1982年bache等人首次提出均匀分布超细粒聚密水泥简称dsp,该项专利是在瑞典、挪威、冰岛等国家对硅粉的开发与应用的基础进行研究发展起来的。dsp采用的是颗粒学原理,按照紧密堆积理论模型,也就是使用合理的颗粒堆积使得材料达到最紧密堆积状态,颗粒与颗粒之间再通过各种化学反应从而得到的均匀致密高密实材料。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
了解超高性能混凝土的特点以及该种混凝土与普通混凝土的不同,了解超高性能混凝土配合比设计方法,掌握超高性能混凝土制备工艺,掌握超高性能混凝土力学性能测量方法和注意要点,总结国内外超高性能混凝土研究现状。本研究要采用不同细度的沙子进行试验,对比得出沙子细度对uhpc的微观结构(微观形貌、孔隙率、孔径分布)和力学性能(抗压强度、劈裂抗拉强度、抗弯强度、弹性模量)的影响,从而发现最优的方案使得超高强度混凝土的性能能够达到最优。
研究计划:
4. 研究创新点
(1)传统的混凝土一般掺入大量的粗骨料而超高强度混凝土却使用大量的细骨料不使用粗骨料。
(2)沙子的细度直接影响了超高性能混凝土的内部结构的分布,决定了其是否密实,因此采用不同细度的沙子进行试验,从而对比得出最佳的沙子细度,最大程度上发挥超高性能混凝土的性能。
