1、昆明理工大學城市學院本科畢業論文開題報告 第 PAGE 13 頁 共 NUMPAGES 13 頁昆明理工大學畢業設計(b y sh j)（論文）開 題 報 告題 目： C30自密實(m shi)混凝土配合比學 院： 昆明(kn mn)理工大學城市學院專 業： 土木1111學生姓名： 張皓天指導教師： 秦昆珍日 期： 2015.3.19一、畢業設計(b y sh j)（論文）的主要內容1.1 科學(kxu)意義自密實(m shi)混凝土（Self-Compacting Concrete或Self-Consolidating Concrete，簡稱SCC），又名高流態混凝土，即拌合物具有很高的流動

2、性而不離析、不泌水，能不經振搗或微振搗而自動流平并充滿模型和包裹鋼筋的混凝土1，混凝土硬化后，內部密實、均勻、穩定，具有良好的力學性能和耐久性能。自密實混凝土被稱為近幾十年中混凝土建筑技術最具革命性的發展，因為自密實混凝土擁有眾多優點： 保證混凝土良好地密實。 提高生產效率。由于不需要振搗，混凝土澆筑需要的時間大幅度縮短，工人勞動強度大幅度降低，需要工人數量減少。 改善工作環境和安全性。沒有振搗噪音，避免工人長時間手持振動器導致的手臂振動綜合癥。 改善混凝土的表面質量。不會出現表面氣泡或蜂窩麻面，不需要進行表面修補；能夠逼真呈現模板表面的紋理或造型。 增加了結構設計的自由度。不需要振搗，可以澆

3、筑成形狀復雜、薄壁和密集配筋的結構。以前，這類結構往往因為混凝土澆筑施工的困難而限制采用。 避免了振搗對模板產生的磨損。 減少混凝土對攪拌機的磨損。 可能降低工程整體造價。從提高施工速度、降低噪音、減少人工和保證質量等諸多方面降低成本。由于自密實混凝土有諸多的優點，受到世界各國工程技術人員的青睞。目前，世界各國都非常重視免振搗的自密實混凝土的研究與應用，為研制現代化的施工方法及體系奠定了基礎，具有廣闊的發展前景。眾所周知，配制混凝土首先要根據原材料狀況以及強度塌落(t lu)度要求確定混凝土配合比。目前混凝土配合比設計的方法一般都是先計算，再試驗調整，最終達到要求。因此，配合比計算也是確定自密

4、實混凝土配合比的第一個環節。自密實混凝土配合比與普通混凝土配合比有很大差別，且由于其技術較新，至今沒有形成統一的設計計算方法。在任何情況下都能通用的混凝土配合比是不存在的，但針對自密實混凝土的特點，通過大量的計算和試驗調整，有規律的配合比計算方法應該是能夠找到的。因此，確定自密實混凝土配合比的計算方法對自密實混凝土的研究與應用具有非常重要的意義。1.2 國內外研究(ynji)概況早在20世紀70年代早期，歐洲就已經開始使用輕微振動(zhndng)的混凝土，但是當時此概念較新，尚有大量問題需要改進，因此不能被廣泛的認可，未能得到迅速推廣發展。直到20世紀80年代后期，SCC才在日本發展起來。日本

5、發展SCC的主要原因是解決熟練技術工人的減少和混凝土結構耐久性提高之間的矛盾。歐洲在20世紀90年代中期才將SCC第一次用于瑞典的交通網絡民用工程上。隨后EC建立了一個多國合作SCC指導項目。從此以后，整個歐洲的SCC應用普遍增加，SCC技術才在全世界范圍內推廣開來。20世紀80年代，日本出現了由于建筑工人的逐漸減少而導致工程質量下降的問題，結構的耐久性也不斷下降，為了解決這些問題，日本東京大學教授岡村甫(Okamura) 2最早提出“免振搗的耐久性混凝土”，并由小澤（Ozawa）3和前川（Maekawa）做了相應的基礎研究。1996年，在美國泰克薩斯大學講學中，岡村甫教授稱該混凝土為自密實高

6、性能混凝土（以下簡稱自密實混凝土self-compacting concrete）。之所以稱之高性能，是因為其具有很高的施工性能，能保證混凝土在不利的澆筑條件下也能密實成型，同時因使用大量礦物細摻料而降低混凝土的溫升，提高了其抗劣化的能力，從而提高了混凝土的耐久性。其關鍵技術是通過摻加高效減水劑和礦物摻合料，在低水膠比條件下，大幅度提高混凝土拌合物的流動性，同時保證良好的粘聚性、穩定性，防止泌水和離析4。至1994年底，日本已有28個建筑公司掌握了自密實混凝土的技術。從日本19921993年各學會、技術刊物等發表的自密實高性能混凝土在土木工程中的應用實例來看，自密實高性能混凝土特別適合于澆筑量

7、大、澆筑高度大、鋼筋密集、有特殊形狀等的工程。日本到2004年自密實混凝土總應用量已超過250萬m3，并有逐年增加之勢。目前，日本正在致力于將自密實混凝土從特種混凝土發展成普通混凝土。典型的工程應用實例是跨度為1990m的明石海峽大橋(懸索橋)，該橋的兩個錨碇分別使用了24萬m3和15萬m3強度為25MPa的自密實混凝土。由于采用了自密實混凝土，使得錨碇的施工工期由2.5年縮短為2年，縮短工期20。在西方(xfng)也有不振搗的混凝土的應用，如美國西雅圖65層的雙聯廣場(gungchng)鋼管混凝土柱，28d抗壓強度115MPa。混凝土從底層(d cn)逐層泵送,無振搗。在美國為了保證混凝土的

8、澆筑質量以保證鋼筋和混凝土的整體性，在密筋的鋼筋混凝土和幾何形狀復雜的結構中，也使用高坍落度而能自流平的混凝土，但強調仍需要適當的振搗以確保混凝土的足夠密實。近年來，由于日本應用自密實混凝土的不斷成功，使西方國家也開始關注和應用該項技術。其中，美國西雅圖六層的雙聯廣場鋼管混凝土柱(28d抗壓強度115MPa)是迄今為止自密實混凝土應用中強度最高的實例。由于采用了超高強度自密實混凝土，從底層逐層泵送，無振搗，降低了結構成本的30。荷蘭也是目前應用該技術較為普及的國家之一，大約有75的預制混凝土結構采用自密實混凝土。不僅保證了特殊結構施工的需求，也使混凝土制品的性能與外觀質量得到了改善和提高。 我

9、國自密實混凝土的研究及應用相對較晚，但近幾年得到迅速的發展。北京、深圳、南京、濟南、長沙等城市陸續有了自密實混凝土應用的報道，應用領域也從房屋建筑擴大到水利、橋梁、隧道等大型工程。從1995年開始，澆筑量已超過4萬m3。主要用于地下暗挖、密筋、形狀復雜等無法澆筑或澆筑困難的部位，同時也解決了施工擾民等問題，縮短了建設工期，延長了構筑物的使用壽命。其中具有代表性的工程實例有：北京首都機場新航站樓的簡體墻，西單北大街東側商業區改造的工程，大亞灣核電站的核廢料容器建設工程，廈門集美歷史風貌建筑的保護工程，長江三峽等多個水電站的導流洞、左岸左廠壩的引水工程，潤揚的長江大橋的建設工程，福建萬松關的隧道工

10、程等，均取得了較好的技術、經濟和社會效益。 近幾年自密實混凝土在我國發展應用速度加快，應用領域也進一步拓展，但國內尚未有統一的工程標準，致使在應用中缺乏指導性文件，產生了一些問題，不利于該技術的推廣應用。為此，中國工程建設標準化協會在搜集了國內外有關的標準資料，翻譯了國外的有關資料，并結合國內的實際情況編制了自密實混凝土應用技術規程（CECS203：2006），推薦給工程建設、施工和使用單位采用。目前對自密實混凝土的研究主要從優化配合(pih)比入手，結合結構設計、生產質量控制、現場施工工藝、工程應用(yngyng)等方面展開。在配合比優化方面，主要針對(zhndu)自密實混凝土對原材料和配比

11、的敏感性，在大量正交試驗的基礎上，分析外加劑、礦物摻合料、骨料質量和數量、水膠比等因素對自密實混凝土工作性能的影響，建立定量關系，利用優化理論，研究基于地域材料特點的自密實混凝土最佳配比方法。在材料性能試驗方面，主要測試混凝土的流變性能和工作性能以及抗滲性能：早期體積穩定性如收縮、徐變、溫度變形等；力學性能如抗壓強度、彈性模量、粘結強度等。在理論研究方面，如自密實混凝土的物理力學性能和耐久性方面的理論分析比較少,，尤其是早期的收縮機理，影響因素的數量及程度、測量方法、預測模型等問題研究較少5。近20年來，由于自密實混凝土的優越性，自密實混凝土的研究與應用實踐在世界范圍內廣泛展開。中南大學等單位

12、于2005年5月2628日在湖南長沙主辦了我國第一次自密實混凝土技術方面的國際研討會。因此，開發更加標準化、科學化以及實用化的自密實混凝土拌合物性能測試方法是這一研究領域追求的目標。自密實混凝土由于其優異的性能特點，給其工程應用帶來了極大的便利及廣闊的前景，特別是在一些截面尺寸小的薄壁結構、密集配筋結構等工程施工中顯示出明顯的優越性。Domone6對19932003年11年間自密實混凝土應用技術特點進行了總結。目前，自密實混凝土已廣泛應用于一些新建的大型建筑結構、橋梁以及既有結構的修復加固工程中。根據不同的實際工程需要，已成功開發了不同類型的自密實混凝土6,9,4951，如大體積自密實混凝土、

13、補償收縮自密實混凝土、自密實鋼纖維混凝土、自密實輕集料混凝土、自密實再生骨料混凝土、自密實廢棄輪胎混凝土等。1.3研究(ynji)內容初步確定(qudng)自密實混凝土的配合比，并通過試驗調整，找出砂率、粉煤灰摻量、水灰比等因素對自密實(m shi)混凝土力學性能的影響，最終確定自密實混凝土的最佳配合比。1.4 重點解決的問題從自密實混凝土的制備原理出發，通過對膠凝材料、外加劑、摻合料和砂率系統試驗、分析，解決自密實混凝土流動性和抗離析性能之間的矛盾。采用較大的砂率和提高膠凝材料用量的方式提高混凝土的流動性能，采用摻合料（粉煤灰）調節混凝土的粘度，采用聚羧酸高效減水劑減小混凝土拌合物的屈服應力

14、，提高拌合物流動速度和耐久性。二 設計（論文）的技術路線及預期目標：1 預期的目標1通過查閱文獻資料，初步確定自密實混凝土的配合比。根據現有的試驗條件，并通過正交試驗設計方法來確定試驗方案，然后展開試驗。通過試驗調整，找出砂率、粉煤灰摻量、水灰比等因素對自密實混凝土力學性能的影響，優化混凝土的配合比，最后配制出性能優異的粉煤灰自密實混凝土。2通過前期的試驗工作，整理數據資料，最終完成一篇合格的畢業論文。2 研究方法和技術路線1 研究方法 利用正交試驗方法確定試驗方案：以塌落度為220mm，強度等級為C30的混凝土為試驗要求來展開試驗。主要的試驗因素為水灰比、粉煤灰摻量以及砂率，選用萘系高效減F

15、DN。第一步：所選用的因素和水平見下表表3.1因素和水平水平因素水灰比A 粉煤灰摻量 B（%）砂率 C（%）空列D10.52104320.5420453 0.563047所確定(qudng)的試驗方案見下表表3.2試驗設計方案試驗號因素泌水性A B(%)C (%)D10.521043120.522045230.523047340.541043350.542045160.543047270.561043280.562045390.5630471根據(gnj)所確定方案，經計算得到以下試驗數據 表3.3 試驗數據(shj)參數各項摻量試驗號水/kg水泥/kg砂/kg石子/kg粉煤灰/kg外加劑/k

16、g1205354.8 764.9101455.26.152205315.4793.3969.5110.46.393205276.0821.0925.8165.66.624205341.7771.51022.753.25.925205303.7800.5978.4106.36.156205265.7828.9934.6159.46.387205 329.5 777.71030.851.3 5.71 8205292.9807.2986.5102.55.939205256.3836.2 942.9 153.56.15注：1.所選外加劑的減水率按12%計算，外加劑的摻量為1.5%，粉煤灰的超量取代系數

17、取為1.42 用水量采用固定值第二步：根據(gnj)表1、2的實驗(shyn)數據(shj)參數分9組實驗，成型100mm100mm100mm,的標準試件，采用標準養護，按不同齡期試壓。試壓結果見表3.4表3.4 試驗壓力統計表試驗號123456789強度3 技術路線3.1試驗材料及設備原材料：42.5級早強型普通硅酸鹽水泥、河砂、碎石、礦物摻合料粉煤灰等，減水劑采用萘系高效減水劑FDN。試驗設備：1混凝土臥式攪拌機（STWJ-4）2混凝土恒溫恒濕養護箱（STYHX-4）3砂漿養護箱（STSJX-3）4300KN萬能試驗壓力機5100mm100mm100mm標準試模等3.2 試驗流程計算配合比

18、攪拌成型養護測試材料基本參數測試3天強度測試7強度測試28天強度圖1.試驗流程圖三 課題進度計劃（1）第1周第2周（3.21 4.6）大學期間的專業課實驗回顧：將骨料、水泥、減水劑、摻合料的各項性能的實驗集中地做一遍，并根據所得原材料的各項性能來計算混凝土的配合比，并配制性能優異的混凝土。（2）第3周第4周（4.7 4.20）收集(shuj)資料：畢業設計(b y sh j)分組之后，開題接受任務，然后就開始(kish)相關資料的收集，這個階段應該收集與本研究內容有關的資料（包括從學術期刊、論著及網上收集相關資料）。 （3）第5周第6周（4.21 5.3）方案前的準備：學習消化收集到的有關資料

19、以及與本研究有關的知識。（4）第7周第9周（5.4 5.24）方案確定：根據前一階段的學習以及了解到的本研究內容的目前研究狀況確定自己的實驗研究方案，撰寫文獻綜述報告（5）第10周第11周（4.25 5.8）試驗及測試（6）第12周第13周（5.9 5.22）實驗數據的整理，實驗結果的分析，撰寫本科論文。（7）第14周第15周（5.23 6.5）裝訂論文，答辯四 完成課題所需條件及落實措施：1 相關的理論基礎1.1完成材料概論、無機材料物理化學、復合材料學、膠凝材料、硅酸鹽巖相學、材料分析測試技術、混凝土學、混凝土制品工藝學、正交設計在混凝土中的應用、土木工程材料、專業外語等相關課程的學習。1

20、.2 課題組已有的研究工作基礎 本實驗采用常溫常壓制作試塊，但也可以用加壓加濕等方法。2 現有的實驗條件2.1原材料各種型號水泥、砂、石、粉煤灰等礦物摻合料、各種高性能外加劑等。2.2 試驗設備1混凝土臥式攪拌機（STWJ-4）2混凝土恒溫恒濕養護箱（STYHX-4）3砂漿(shjing)養護箱（STSJX-3）4300KN萬能(wnnng)試驗壓力機5100mm100mm100mm標準(biozhn)試模等五 參考文獻、資料：1 參考文獻高性能混凝土的正交試驗研究、自密實混凝土試驗方案設計原理、自密實混凝土、混凝土新技術2 資料查詢1廉慧珍，張青，張耀凱. 國內外自密實高性能混凝土研究及應用現狀J. 施工技術，1999 (5) 1-3.。2OKAMURA Hajime, OUCHI Masahiro. Self-compacting concrete:development, present use and future A. In: SKARENDAHL A, PETERSSONO eds. Proceedings of 1st International RILEM Symposiumon Self-Compacting Concrete C. Paris: RILEM