外加剂和掺合料对C70工字梁砼性能及表层质量的影响

作     者：吕正杰 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：罗晖;石从黎

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：C70混凝土 纳米二氧化硅 外加剂 表层质量 电通量 

摘      要：本文以中山西环高速路项目为研究背景,开展“外加剂和掺合料对C70工字梁砼性能及表层质量的影响研究,其中本研究的表层质量以C70混凝土的表层硬度（回弹值）、表观质量、抗氯离子渗透性能为研究对象。根据项目实际情况改变外加剂和掺合料的掺量进行水泥净浆、砂浆的相关性能试验,再通过净浆、砂浆的试验数据进行分析并合理确定外加剂和掺合料掺量范围进行混凝土相关性能试验。结果表明:外加剂单掺时,烷基苯磺酸盐引气剂可以提高新拌混凝土和砂浆的工作性,但是水泥净浆流动度却随烷基苯磺酸盐引气剂掺量的增加而降低。混凝土中气泡的“先引后消即混凝土拌合时加入引气剂,待拌合结束的前1min加入消泡剂并继续拌合直至结束的方式,引气剂和消泡剂通过此复掺方式能够有效改善混凝土的表观质量和力学性能。当引气剂掺量为1（?）,消泡剂掺量为5（?）时,混凝的工作性能提高了4%,表层硬度（回弹值）提高了6.8%,同时混凝土的表观质量得到了有效改善,其原因是适量的引气剂和消泡剂的复掺能够优化混凝土内部的气泡体系,减小气泡的数量,使得混凝土内部的微小、封闭气泡的分布更为均匀。合理掺量的硅灰和纳米二氧化硅（NS）在一定程度上能改善混凝土的力学性能与抗氯离子渗透性能,这里主要研究了NS的不同形态及预分散方式下对C70混凝土工作性能、力学性能的影响。试验选择的NS掺量范围为胶凝材料的1.95（?）、3.91（?）、5.85（?）、7.8（?）、9.75（?）。通过液态NS、粉煤灰中预分散NS、矿粉中预分散NS进行试验比较,得出在混凝土3d抗压强度中,随着粉体NS掺量的增加混凝土平均抗压强度有微小提升,液态NS提高混凝土平均抗压强度10.2%,粉煤灰中预分散NS提高混凝土平均抗压强度10.6%,矿粉中预分散NS提高混凝土平均抗压强度14.6%。在不同NS掺入方式下,粉体NS混凝土平均电通量降低了3.1%,液态NS混凝土平均电通量降低了4.3%,粉煤灰中预分散NS混凝土电通量降低了9.5%,矿粉中预分散NS混凝土电通量降低了3.5%。对纳米二氧化硅进行预分散处理能够较好的改善C70混凝土的工作性能和抗氯离子渗透性能。通过spss26软件进行引气剂、消泡剂和缓凝剂的3因素5水平的正交设计,研究了外加剂复掺情况下对混凝土相关性能的影响。在本研究掺量范围内,研究得出混凝土工作性能的最优水平为引气剂掺量1（?）,消泡剂掺量25（?）,缓凝剂掺量1（?）;混凝土力学性能最优水平是引气剂掺量3（?）,消泡剂掺量20（?）,缓凝剂掺量3（?）;在外加剂复掺对混凝土电通量的影响中,最优水平为引气剂掺量3（?）,消泡剂掺量25（?）,缓凝剂掺量1（?）。文中应用机器视觉分析技术及MATLAB软件建立关于C70工字梁砼表观质量的数值化评价方法,再通过混凝土的表观质量评价分数、回弹值、抗氯离子渗透性能（电通量）,运用BP神经网络建立关于混凝土表层抗氯离子渗透性能的预测模型,为工程项目提供参考。