基于颗粒特性的水泥基材料流变性能研究

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1、硕士学位论文基于颗粒特性的水泥基材料流变性能研究RESEARCHONRHEOLOGICALPROPERTIESOFCEMENTBASEDMATERIALSBASEDONPARTICLECHARACTERISTICS吴尧尧哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TU528学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文基于颗粒特性的水泥基材料流变性能研究硕士研究生：吴尧尧：导师：高小建：教授申请学位：工学硕士：学科：结构工程：所在单位：土木工程学院：答辩日期：2015：年7月授予学位单位：哈尔滨工业：大学ClassifiedIndex:TU52

2、8U.D.C:624DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONRHEOLOGICALPROPERTIESOFCEMENTBASEDMATERIALSBASEDONPARTICLECHARACTERISTICSCandidate：WuYaoYaoSupervisor：Prof.GaoXiaoJianAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：StructureEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEng

3、ineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要拌合物流变性能直接决定了混凝土的施工难易程度和施工质量，因而流变性能是现代混凝土配合比设计中最重要的技术指标之一。目前，国内外绝大多数研究和现行混凝土配合比设计规程中对于流变性能的设计和调整主要是基于经验公式，没有考虑到实际原材料颗粒特性不同而产生的重要影响，从而导致不同研究者的研究结果不一致和实际工程混凝土的配合比设计经济性差。因此，本课题基于颗粒堆积与悬浮

4、液理论，从水泥净浆、水泥砂浆、混凝土拌合物三个层次分别研究胶凝材料、细骨料、粗骨料颗粒组成特性不同对拌合物流变性能的影响规律，通过确定颗粒特性与流变性能之间的对应关系，为实际混凝土配合比优化设计奠定理论基础。在水泥净浆体系中，通过不同掺量、不同细度的粉煤灰、矿渣粉代替水泥以改变胶凝材料体系的颗粒组成与特性，结果发现:在一定范围内，增加粉煤灰的掺量会降低水泥净浆粘度，提高水泥净浆流动度。当掺入过细粉煤灰时，对水泥浆体的流动性不利。随着矿渣掺量的不断增加，水泥净浆的流动度变大，粘度变小。复合胶凝材料颗粒与Fuller曲线之间相差的面积S1和S2与水泥净浆流变性能有较好的

5、相关关系。S1越大，水泥净浆流动度越小，粘度越大；S2越大，水泥净浆流动度越大，粘度越小。当在较小范围内变化砂的细度模数时，水泥砂浆的流动性不是随着砂的细度模数的变大而变大。这就表明即使砂子的细度模数相同，如果各个粒级细颗粒的含量不同，水泥砂浆的流动性也会存在显著差异。所以在研究细集料砂子对水泥砂浆流变性能的影响时，不能只以砂的细度模数作为参考，还应该考虑砂的颗粒级配。水泥砂浆的屈服剪切应力和塑性粘度均随浆体富余系数增加而降低，流动度则随浆体富余系数增加而增大；增大浆体富余系数到一定值，其变化较平缓。骨料堆积空隙率和骨料总比表面积随着针片状含量增加而增大，从而导致相

6、同配合比时混凝土的流动性变差；设计混凝土配合比应该控制针片状粗骨料含量在10%以内，挑选颗粒形态好的粗骨料颗粒，能显著改善混凝土拌合物流变性能。相同条件下，混凝土的坍落度和扩展度均随砂浆富余系数增加而增大，但在达到2.5~3.5以后，继续增加砂浆量对坍落度和扩展度的增加效果不明显。关键词：水泥净浆；砂浆；混凝土；颗粒特性；流变性能-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractMixturerheologicalperformancedirectlydeterminesconstructionquality.Sorheologicalpropertiesismo

7、dernconcretemixdesignasoneofthemostimportanttechnicalindicator.Atpresent,athomeandabroadmostoftheresearchandtheexistingconcreteindesignspecificationforthedesignandadjustmentoftherheologicalpropertiesismainlybasedonempiricalformula,withouttakingintoaccounttheactualrawmaterialparticlec