基于浆体体积富余系数的混凝土配合比设计

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1、分类号：TU528学号：201500359019专业学位硕士论文基于浆体体积富余系数的混凝土配合比设计StudyonMixProportionDesignofConcreteBasedontheSurplusCoefficientofPaste研究生姓名：孟令凯指导教师：周新刚教授校外导师：汪俊波工程应用研究员专业学位类型：工程专业学位领域：建筑与土木工程论文提交日期：2018年05月23日烟台大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何

2、其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解烟台大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在非保密的论文范围内，学校可以公布论文的部分或全部内容。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日烟台大学硕士学位论文摘要绿色

3、高性能混凝土的生产与应用是当今预拌混凝土行业研究的重要方向。城镇化进程的推进和大型以及超大型工程的建设对混凝土的质量和性能提出了更高的要求。因此，研究探索一种适应当今建筑工程发展且普遍适用的配合比设计方法是新时代的选择。传统的混凝土配合比设计方法多为经验性的公式和表格，忽略了最大密实度理论对改善混凝土各项性能的重要性。另外，国内外众多学者提出的配合比设计方法大多需建立复杂的模型，像颗粒粒型模型和浆体平均厚度模型等，难以应用于混凝土的生产之中。本文以最大密实度理论为基础，将混凝土分为骨料和胶凝材料两大体系，通过理论研究和试验分析相结合的方法，得到相对密实的两种材料体

4、系。在此基础上，提出了浆体体积富余系数这一概念，通过试验研究了富余系数对混凝土各项性能的影响规律，得到可以平衡混凝土各项性能之间矛盾的最优浆体体积富余系数取值区间，结合绝对体积法建立了一种新的混凝土配合比设计方法。本文的主要研究内容如下：（1）对国内外现有混凝土配合比设计方法进行研究分析。以最大密实度理论为基础，以组成混凝土的骨料体系和胶凝材料体系为载体，分析总结了骨料级配优化方法和改善胶凝材料体系堆积密实度的计算模型。（2）归纳了骨料级配优化方法和颗粒筛分标准。以往的级配优化是将粗、细骨料分开进行，很少将其作为骨料体系进行整体筛分。对机制砂和粗骨料以及混合骨料的

5、级配进行筛分优化，使骨料各粒径对应的筛余量满足规范要求，提高了颗粒的堆积密实度，得到级配连续性较好的骨料体系。试验结果表明，用级配优化后的骨料进行0.45、0.40、0.35三种水胶比混凝土试配，混凝土坍落度指标分别提高了14.2%、9.8%、13.1%，28d强度分别提高了7.3MPa、8.1MPa、5.4MPa。（3）以TOUFAR颗粒堆积密实度模型为基础，计算分析了矿物掺和料掺量对多元胶凝材料体系堆积密实度的影响规律。结合试验结果，验证了模型计算的科学性，得到了使多元胶凝材料颗粒堆积较为密实且堆积结构相对稳定的粉煤灰和矿粉掺量，分别为20%和25%。另外，文

6、章以浆体密度和含气量为切入点通过试验验证-Ⅰ-基于浆体体积富余系数的混凝土配合比设计了粉煤灰和矿粉的最优掺量。（4）研究浆体填充密实骨料空隙后富余的体积量对混凝土性能的影响可将浆骨比问题定量化分析。提出浆体体积富余系数，用以描述单位体积混凝土中浆体与骨料体积平衡的状态。试验设计了0.45和0.35两种水胶比的混凝土，研究了浆体体积富余系数对混凝土工作性、抗压强度、体积稳定性和耐久性等性能的影响规律。并得到了0.45和0.35两种水胶比混凝土的最优浆体体积富余系数取值区间分别为（0.21，0.27）和（0.58，0.65），建立了基于浆体体积富余系数的混凝土配合比设

7、计方法。关键词：浆体体积富余系数；混凝土密实度；级配优化；矿物最优掺量；混凝土配合比设计论文类型：②应用研究-II-烟台大学硕士学位论文AbstractTheproductionandapplicationofgreenhighperformanceconcreteistheimportantdirectionofready-mixedconcreteindustrytoday.Withtheadvancementoftheurbanizationprocessandtheconstructionofsuper-largeprojects,higherrequir

8、ement