高强轻骨料混凝土制备技术、力学性能及其微观结构研究

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1、东南大学硕士学位论文摘要随着现代土木工程日益向着高耸、火跨、重载的方向发展．使用天然密实骨料如碎石、卵石等制备的普通混凝土材料自重过大的缺点也曰趋明显，限制了混凝土结构在高层建筑、大跨度桥梁、海洋浮式采油平台等结构物中的应用。使用轻质骨料制各轻骨料混凝土，为减轻混凝士材料的自重提供了有效的途径。轻骨料混凝土还具有抗震性能强、耐火性能佳、耐久性良好以及综合经济性优良等优点。和普通混凝土材料一样，轻骨料混凝土也逐步向着高强的方向发展。但是．这方面工作在我国开展不多，研究与应用水平较低。在借鉴国外高强轻骨料混撮土制各经验，同时参考有关

2、普通骨料高强高性能混凝土研究成果的基础上，本文使用国产高强轻骨料，通过活性矿物掺合料(矿渣微粉、粉煤灰)与高效减水剂复掺技术，制备高强轻骨料混凝士，并对其宏观物理力学性能和微观结构进行了研究。本文的主要研究内容如’I'-：轻骨料物理力学性能研究轻骨料的性能对于轻骨料混凝土各项物理力学性能有着重要影响。本文对所选用的轻骨料的颗粒级配、表观密度、堆积密度、吸水率、简压强度等物理力学性能进行了试验研究，同时考察了轻骨料的微观结构特征，主要是表面状态和内部孔隙结构。宏观和微观的试验结果表明，使用这种轻骨料制各高强轻骨料混凝士是可行的。轻

3、骨料混凝土配合比设计及新拌性能研究在确定相关计算参数(单方水泥用量、水灰比、砂率)的基础下，本文使用“绝对体积法”设计了轻骨料混凝土的配合比。活性矿物掺台料(矿渣微粉、粉煤灰)的掺入按照等质量取代法进行。本文推荐轻骨料混凝土的制备工艺可采用搅拌机内预搅拌吸水工艺。对于新拌轻骨料混凝土流动性和分层离析性的研究表明，在流动性相同的情况下，轻骨料混凝土的坍落度较小；轻骨料在新拌轻骨料混凝土中有上浮的现象。矿渣微粉和粉煤灰对于轻骨料混凝土新拌性能有一定的影响。轻骨料混凝土物理力学性能研究密度等级和强度等级是考察轻骨料混凝土的两项重要性能

4、指标。本文制备的轻骨料混凝土，除少数组别外。各组28d立方体抗压强度(按边长lOOmm试件)均大于40MPa，相应的干表观密度均小于1950kg／m3。本文考察轻骨料混凝土力学性能主要包括立方体抗压强度及其随龄期的发展、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、弯曲抗折强度和弹性模量等a对上述力学性能和相同强度等级的普通混凝土进行了对比。试验结果表明，在轻骨料混凝土掺入矿渣微粉和粉煤灰对于轻骨料混凝土的作用效果不同．矿渣微粉的作用效果要优于粉煤灰。轻骨料混凝土微观结构研究界面过渡区是轻骨料混凝土微观结构的主要研究对象，也是本文微观结构研究的

5、重点。本文微观结构的主要研究手段是扫描电镜(SEM)和电子探针微区分析(EPMA)。使用前者对轻骨料和硬化水泥浆体之间界面过渡区的微观形貌和结构特征进行了观察，使用后者对元素在界面过渡区的分布特征进行了研究。考察了轻骨料混凝土界面过渡区和普通混凝土界面过渡区的不同点，轻骨料混凝士界面过渡区在不同龄期的发展规律以及矿渣微粉、粉煤灰对于轻骨料混凝土界面过渡区的影响。关键词轻骨料，矿渣微粉，粉煤灰，轻骨料混凝土，高强，微观结构，界面过渡区东南大掌硕士掌位论文摘要AbstractWiththeneedofhigh-rising，larg

6、e—spanandheavy-loading—structuresincivilengineering，normalweightconcrete(NWC)preparedbynormalweightaggregates州WA)hasshownitsshortcomingoflargeself-weightmoreevidently．Lightweightaggregateconcrete(LWAC)hasbeenusedsuccessfullyformanyyearsLWACpermitssavingsindeadloaddir

7、ectly．Inadditiontolighterweight，LWACismoreresistanttoseismicforceandfire，andfurthermore，LWAChasreliabledurabilityandreasonablecomprehensiveeconomics．ForLWAC，asforNDC，thereisawell-establishedtrendtowardusinghigherstrength．ResearchonthisareaseemslimitedinChina．Basedont

8、heexperimentsinpreparinghigh-strengthNWCandLWACinmanycountries，highstrengthLWACusinghigh-strengthlightweightaggregate(LWA)producedi