高钛重矿渣砂超高性能混凝土的制备与性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

混凝土是一种以水泥为胶结剂,结合各种骨料、掺加剂等而形成的非均质材料,作为当今最大宗的建筑材料,其具有原材料来源广泛、抗压强度高、制备工艺简单、可模性好、防火耐久、整体性好等特点,被广泛的应用于人们日常生产生活的各个领域。随着社会经济的发展,工程结构朝更高、更长、更深方向发展,超高性能混凝土的研究(Ultra-High Performance Concrete)被提上日程,UHPC具有比普通混凝土更好的力学性能和耐久性能,因此常被应用于一些对混凝土性能要求更高的领域。但UHPC的在国内工程中的实际应用仍然较少。

随着对节能减排、可持续发展要求的不断提高,开展利用高钛重矿渣制备UHPC的研究,具有更重要的意义。高钛重矿渣是高炉冶炼钒钛磁铁矿时产生的熔融矿渣在空气中自然冷却或水冷形成的一种由钛辉石、钙钛矿等矿物为主的无机材料。与一般的高炉矿渣相比,高钛重矿渣活性低,且化学成分与矿物组成也不同,目前国内外均没有较好的高钛重矿渣利用方式。攀钢至今有5000多万吨高钛重矿渣未被利用,每年还以300万吨排渣量增加;攀钢每年砂、碎石的大量开发也严重破坏了自然植被。因此,高钛重矿渣能否被综合利用对攀钢和攀枝花经济的可持续发展和保护长江生态环境等具有重要意义。

高钛重矿渣砂是由攀钢高钛重矿渣由破碎、筛分等工艺得到的粒径小于4.5mm的细骨料。利用高钛重矿渣强度高、化学稳定性好的特点,研究其作为粗细集料替代天然河砂、碎石,制备高性能混凝土,降低工程造价,但使用高钛重矿渣砂做细骨料制备的UHPC存在包裹性不良、工作性能不佳、收缩大,易开裂等问题;针对这些问题,本次研究通过优化配合比参数、调整砂的预湿时间及掺入矿物掺合料、钢纤维和膨胀剂等措施来制备UHPC,使混凝土在降低收缩、提高韧性的同时,保证有良好的工作性能、力学性能、抗冲磨性能以及耐久性能,更好地服役于各种工程结构。同时,也能更好的满足了节能减排和可持续发展的要求。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

(1)基于密实骨架堆积设计优化初始配合比,研究胶凝材料组成及用量、水胶比、胶砂比及养护制度对uhpc工作性能与力学性能的影响规律,为制备具有良好工作性能和力学性能的超高性能混凝土提供一定的理论基础与技术支持;

(2)研究高钛重矿渣砂的级配、粒形、预湿时间、渣粉含量等对uhpc工作性能、力学性能及体积稳定性能的影响规律;

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告;

第4-7周:确定超高性能混凝土原材料种类和物理力学性能指标,设计并优化混凝土配合比参数,研究高钛重矿渣砂的级配、粒形、预湿时间、渣粉含量等对uhpc工作性能、力学性能和抗冲磨性能的影响规律;

第8-11周:研究养护制度对超高性能混凝土工作性能和力学性能的影响规律;研究纤维种类及掺量和膨胀剂uhpc工作性能、力学性能、抗冲磨性能和体积稳定性的影响机理;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 牟廷敏,孔德栋,曹攀攀,黄修林,丁庆军.c50高钛重矿渣砂高性能泵送混凝土的制备与应用[j].混凝土,2014(06):101-104.

[2] proceeding of the second internationalsymposium on the deterioration of building stone . september27-october11977.

[3] k. habel, p. gauvreau response of ultra-highperformance fiber reinforced concrete (uhpfrc) to impact and static loadingcem. concr. res.30 (10) (2008), pp. 938-946.

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