姚星驰基于粉煤灰掺量的高性能混凝土配合比优化设计毕业设计

毕业设计题目：基于粉煤灰掺量的高性能混凝土配合比优化设计专业：材料工程技术班级：材料3123班学号：04303120331姓名：姚星驰指导老师：薛振华起止日期：2014.12.09－2015.01.12诚信承诺本毕业设计（论文）是本人独立完成，没有任何抄袭行为，如有不实，一经查出，本人自愿承担一切后果。承诺人：年月日陕西铁路工程职业技术学院毕业设计总成绩评定表班级材料3123姓名姚星驰学号043031230331设计（论文）题目基于粉煤灰掺量的高性能混凝土配合比优化设计成绩指导教师评分答辩评分总成绩指导教师评语：指导教师签名：年月日系毕业设计（论文）答辩小组评语：答辩小组组长签名：年月日注：1.根据专业具体实际情况，如未安排答辩环节，答辩评分及答辩小组评语可不填写。I摘要在建筑工程建设中,在混凝土中掺入适量的粉煤灰取代部分水泥,不仅能改善混凝土的和易性及流动性等,还可以起到一定的经济效果。文章叙述了粉煤灰在混凝土中的作用,并就掺加粉煤灰的方法及混凝土配合比设计进行探讨。本文以渭南渭河大桥的一座桥梁高性能混凝土配合比设计为工程背景，通过阅读大量文献资料，运用了试验手段从原材料、混凝土配合比设计、混凝土各项指标试验等方面对其进行了系统的研究，相信会对高性能混凝土的配合比设计提供技术支持。主要研究内容包括：（1）高性能混凝土所用原材料的质量要求；（2）高性能混凝土配合比设计的方法；（3）影响高性能混凝土配合比设计的主要因素；关键字：粉煤灰；混凝土；配合比设计II目录第1章绪论.....................................................11.1粉煤灰混凝土...............................................................................................11.2粉煤灰混凝土国内外研究现状...................................................................11.3粉煤灰在材料领域中的应用..........................................................................11.4粉煤灰综合利用发展前景..............................................................................2第2章原材料的选择技术要求......................................42.1组成材料.......................................................................................................42.2配合比材料要求...........................................................................................42.2.1粗集料碎石的选择..............................................................................42.2.2细集料的选择......................................................................................42.2.3高效外加剂的选择..............................................................................42.2.4粉煤灰矿质混合料的掺加..................................................................42.2.5单位用水量的选择..............................................................................52.2.6胶凝材料的选择..................................................................................52.2.7水胶比的确定......................................................................................52.2.8砂率的确定..........................................................................................52.3材料的检测...................................................................................................52.3.1水泥的选用..........................................................................................52.3.2集料的选用..........................................................................................62.3.3粉煤灰的选用......................................................................................92.3.4混凝土的拌和用水..............................................................................92.3.5外加剂的选择....................................................................................10第3章配合比设计...............................................123.1混凝土配合比要求.....................................................................................123.2设计要求.....................................................................................................123.3配合比法则.................................................................................................123.4配合比设计中耐久性要求.........................................................................13III3.5高性能混凝土配合比的试配步骤.............................................................15第4章结论与建议...............................................19第5章总结.....................................................21致谢............................................................23参考文献.........................................................24陕西铁路工程职业技术学院毕业设计1第1章绪论1.1粉煤灰混凝土粉煤灰混凝土是指参加一定量粉煤灰用以改善混凝土性能的水泥混凝土。1.2粉煤灰混凝土国内外研究现状当前，世界各国许多国家都已从历史发展进程中认识到必须重视“工业废渣”资源的开发利用，它可以起到有效缓冲自然资源、能源及带来颇大的环境效益。1974年美国首先在内政部编辑的矿物年报中，将粉煤灰作为一种矿物资源，并列为国家最丰富的第七位固体矿物[5]。随着各种新材料,新工艺的出现。一些大型和超大型的混凝土建筑物如高层超高层的大楼,城市立交,跨河跨海大桥,大型隧道等大型的混凝土工程的需要越来越多,也来越多的被兴建。这样的工程所在的环境恶劣,施工过程中难度加大。建成的混凝土工程一旦出现问题,维修困难。在这样的情况下,要求新拌混凝土具有良好的施工工作性,而且制成的混凝土要有足够的使用寿命,更要经久耐用。20世纪70年代中期世界性能源危机后，许多国家发电厂的燃料结构发生了变化，都加快转向以煤炭为主要燃料的进程。根据联合国教科文组织的预测：燃煤发电仍将在21世纪中占重要地位，而且在21世纪中燃煤发电的绝对量可能还会增加。因此，加强粉煤灰利用将是世界各国面临的共同课题。粉煤灰具有和粘土相类似的化学成分,它可以代替粘土生产水泥，粉煤灰的物理化学活性使得粉煤灰可以作为一种优良的水泥和混凝土的掺和料。已经研制出来了硅酸盐水泥、硅酸三钙水泥、硫酸铝酸钙水泥等，并且粉煤灰的掺和量可以达到70%左右。据报道，国外被利用的粉煤灰中有20%以上被用作建筑材料，如水泥、混凝土、高速公路路基、砂浆掺合料及其它墙体制品。用粉煤灰代替部分黏土烧制出来的砖具有强度相同但是重量轻、导热系数小、易于干燥等特点，可以降低能耗，节约能源的效果，另外因其具有轻质、绝热、耐火等优良特性粉煤灰还可以应用于制作屋顶保温材料、隔断墙等，可以大大减轻墙重，增加适用面积。虽然粉煤灰用作建筑材料所产生的附加值较低，但由于建材方面的应用通常吃灰量较大，所以粉煤灰用作建筑材料仍是粉煤灰应用的一个很重要的方面。1.3粉煤灰在材料领域中的应用陕西铁路工程职业技术学院毕业设计2粉煤灰可以用做填充材料、复合材料、功能材料应用于材料领域，还可以作为化学催化剂应用于工业生产当中。根据粉煤灰的物理化学性质及其颗粒的表面活性,经磁选、超细和表面改性后，可以作为橡胶制品的功能材料，基本可以替代半补强碳黑,但是要根据不同的胶料和制品的技术性能等要求对其表面改性。采用搅动铸造法制得的粉煤灰铝合金，与原料相比具有相似或更高的强度和弹性模量，其耐磨性得到很大提高，是一种可以广泛用于滑轮、油盘、复印机及电子管封口等方面的高价值材料；粉煤灰还可用作塑料填料，它的引入可以大大改善塑料的性能，研究发现，用粉煤灰填充的非饱和聚酯树脂与用碳酸钙填充的聚酯树脂相比具有相似的张应力和弯应力，且前者具有高于后者的弯曲模数。粉煤灰在复合材料制备方面有着较大的应用空间。粉煤灰作为化学反应催化剂的研究已经有了一定的进展以粉煤灰、活性剂、硫酸为原料经活化、陈化、浸泡、焙烧等制得了固体酸催化剂,并应用于草酸二乙酯的合成,取得了良好的催化效果。1.4粉煤灰综合利用发展前景粉煤灰的综合利用应以大批量用灰为重点，把提高经济效益及社会效益的有机结合作为主攻方向，大力推广成熟的技术，逐步完善比较成熟的技术，积极采用国际先进技术和装备，不断提高利用的技术水平。国家重点推广的项目主要有粉煤灰黏土烧结砖、粉煤灰做建筑材料、粉煤灰生产水泥、粉煤灰改良土壤等，随着社会经济的发展，人们环保观念的加强，政策法规的建立完善，技术水平的突破和提高，中国可持续发展战略的实施,固体废物资源化进程的进