轻质高强混凝土的制备及其性能研究

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1、密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文轻质高强混凝土的制备及其性能研究StudyonPreparationandPropertiesofLightweightHighStrengthConcrete培养单位：材料科学与工程学院专业领域：材料工程学生姓名：黄东杰校内导师：王彩辉副教授校外导师：坑晓峰高工二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包

2、含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论

3、文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要当前铁路沿线接线柱、大跨度桥梁行车道铺设、超高层建筑都要求其结构混凝土材料轻质高强，然而普通混凝土因自重大，给建筑结构特殊部位的应用带来一定的局限性。轻骨料混凝土具有轻质、保温和隔音性好等优势，日益受到青睐。目前我国所制备的轻骨料混凝土，强度普遍在50MPa以下，收缩大且耐久性相对较差，故本文重在研制出一种高强、低收缩高耐久的轻骨料混凝土。该研究通过控制变量法，系统研究了水灰比、骨料预湿时间、级配方式、水泥品种及矿物掺合料等因素，获得LC

4、50以上混凝土；利用不同浓度的硅酸钠溶液对骨料进行改性等措施，对轻骨料混凝土的强度和耐久性进行综合探究；采用MIP、XRD、SEM等对其微观结构和水化产物进行了观察分析。结果表明，水灰比为0.275时，轻骨料混凝土抗压强度增长16.5%左右；预湿时间为1h时，抗压强度增长8%左右；抗冻融破坏性能较为优异；级配方式采用非连续级配时，强度增长约3.7%，且其抗碳化性能、抗冻融破坏能力较为优异；复掺粉煤灰（10%）和硅灰（8%）时，其抗压强度增长约18.7%，抗冻融破坏性能较为优异；硅酸钠对骨料进行改性

5、，硅酸钠浓度为3%时，强度增长约3%，氯离子电通量下降约412.5%，抗冻融性能优异。利用ANSYS有限元软件，对轻骨料混凝土预应力支柱进行有限元模拟分析，分别建立了93型直埋式腕臂支柱和法兰式软横跨支柱数值分析模型，进行校核和优化；探究了混凝土支柱开孔数和钢筋直径对混凝土支柱荷载情况下弯矩的影响。最终，93型直埋式腕臂支柱的最佳开孔数为18，法兰式软横跨支柱的最佳开孔数为23，钢筋直径最佳为8mm。为以后轻质高强混凝土在预应力支柱方面的应用提供数据参考。关键词：轻骨料混凝土；强度；耐久性；骨料改

6、性；ANSYSAbstractAtpresent,thelayingoftherailwaylines,thelayingofthelongspanbridgeandthepavementandthesuperhighrisebuildingsallrequirethelightweightandhighstrengthoftheconcretematerial.However,theordinaryconcretebringssomelimitationstotheapplicationofth

7、especialpartsofthestructure.Lightweightaggregateconcretehasattractedmoreandmoreattentionduetoitsadvantagesoflightweight,thermalinsulationandsoundinsulation.Atpresent,thestrengthoflightweightaggregateconcreteisgenerallybelow50MPa,andtheshrinkageislarge

8、andthedurabilityisrelativelypoor.Therefore,akindoflightweightaggregateconcretewithhighstrength,lowshrinkageandhighdurabilityisdevelopedinthispaper.Throughthecontrolvariablemethod,thefactorssuchaswatercementratio,aggregateprewettingtime,gradati