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基于性能需求的机制骨料混凝土配合比设计

建筑材料学报 2024年第8期27卷 667-674页

作者：吴朝明李春锦胡堃吴程航任强贵州桥梁建设集团有限责任公司贵州贵阳550001 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 同济大学材料科学与工程学院上海201804

基于Dinger-Funk级配理论提出了机制骨料级配设计方法,通过修正Bolomey公式明确了适用于机制骨料混凝土的强度-水胶比关系;通过引入裹浆厚度概念建立了骨料与浆体之间的体积关系,并将机制砂中的石粉视作浆体组成,建立了机制骨料混凝土... 详细信息

基于Dinger-Funk级配理论提出了机制骨料级配设计方法,通过修正Bolomey公式明确了适用于机制骨料混凝土的强度-水胶比关系;通过引入裹浆厚度概念建立了骨料与浆体之间的体积关系,并将机制砂中的石粉视作浆体组成,建立了机制骨料混凝土的配合比设计方法并进行了验证.结果表明:混凝土的工作性可以通过裹浆厚度来加以调控;混凝土的抗压强度和氯离子扩散系数与裹浆厚度无明显相关性,可以通过水胶比来加以调控;本文提出的配合比设计方法可以定量设计满足不同性能需求的机制骨料混凝土.

关键词：紧密堆积理论机制骨料混凝土裹浆厚度配合比设计

隧道开挖料制备高性能混凝土的力学和微观性能研究

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重庆交通大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈忠章段木子蔡升宇苏伟锋李鹏飞广州市市政集团有限公司重庆交通大学河海学院

探讨了利用隧道开挖料中的岩石作为高性能混凝土粗骨料的可行性。研究结果表明：当开挖粗骨料替代细骨料的替代率在40%以下时，高性能混凝土的流变学性能可达到规范要求，但7、28d的抗压强度分别下降了22.2%、14.1%，抗折强度变化不大... 详细信息

探讨了利用隧道开挖料中的岩石作为高性能混凝土粗骨料的可行性。研究结果表明：当开挖粗骨料替代细骨料的替代率在40%以下时，高性能混凝土的流变学性能可达到规范要求，但7、28d的抗压强度分别下降了22.2%、14.1%，抗折强度变化不大；基于试验结果，利用单纯型重心设计法对高性能混凝土力学性能及流变性能进行了评价；结合紧密堆积理论模型计算了不同粗骨料产量下的堆积密实度，发现开挖粗骨料的针片状粒型改变了材料堆积状态，降低了高性能混凝土的堆积密实度，从而降低了高性能混凝土的抗压强度；采用扫描电镜技术，分析了开挖粗骨料和天然粗骨料高性能混凝土的微观结构，验证了开挖粗骨料高性能混凝土强度下降的原因。

关键词：材料工程开挖粗骨料高性能混凝土紧密堆积理论堆积密实度界面过渡区

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四元复掺制备绿色高性能混凝土试验研究

铁道建筑技术 2024年第3期 5-8,16页

作者：耿靖玮铁正检测科技有限公司山东济南250200

以制备的活性粉末自密实混凝土(RPC-SCC)为基准,进行配比优化。使用河砂代替石英砂,根据紧密堆积理论,试配出达到最大密实状态的河砂掺配比例为细砂(0.15~0.3)mm∶中砂(0.3~0.6)mm∶粗砂(0.6~1.18)mm=0.18∶0.42∶0.4;绝对体积法进行配... 详细信息

以制备的活性粉末自密实混凝土(RPC-SCC)为基准,进行配比优化。使用河砂代替石英砂,根据紧密堆积理论,试配出达到最大密实状态的河砂掺配比例为细砂(0.15~0.3)mm∶中砂(0.3~0.6)mm∶粗砂(0.6~1.18)mm=0.18∶0.42∶0.4;绝对体积法进行配比设计,利用石灰石粉等体积取代基准配比中的石英石粉,偏高岭土等体积取代硅灰;粉煤灰、矿粉内掺取代部分水泥;使用普通混凝土养护工艺(温度(20±1)℃,相对湿度>95%),制得水泥占胶材40.88%,坍落扩展度660 mm、28 d标养强度106.9 MPa绿色高性能混凝土。

关键词：紧密堆积理论绝对体积法河砂偏高岭土石灰石粉

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填料对地热井固井材料导热性能的影响

煤田地质与勘探 2020年第5期48卷 182-189页

作者：杨雨徐拴海张浩韩永亮张卫东煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

在地热井固井水泥中加入导热填料能够明显改善水泥石导热性能,提升地热井取热效果。在总结导热路径理论和紧密堆积理论的基础上,通过试验研究不同填料种类、粒径及掺量对固井水泥导热性能的影响。试验结果表明:较其他种类填料,石墨对水... 详细信息

在地热井固井水泥中加入导热填料能够明显改善水泥石导热性能,提升地热井取热效果。在总结导热路径理论和紧密堆积理论的基础上,通过试验研究不同填料种类、粒径及掺量对固井水泥导热性能的影响。试验结果表明:较其他种类填料,石墨对水泥石导热性能提升效果最好;石墨粒径越大对应水泥石导热系数越高。不同粒径的石墨混合,较单一粒径石墨对水泥石导热性能的提升效果更好,其最优混合配比为:石墨粒径为150μm与100μm,质量比为2︰1。随着石墨掺量增加,固井材料的导热系数逐渐增大,但流动度和48 h抗压强度逐渐降低。参照固井相关规范,提出固井材料中石墨掺量应控制在9%左右为宜。研究成果为地热井高导热固井材料的制备提供借鉴。

关键词：地热能导热填料固井材料导热系数导热路径理论紧密堆积理论

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硅微粉对水泥浆体流变性能的影响

硅酸盐通报 2017年第9期36卷 3133-3138页

作者：陈伟王蒙李秋汪继超武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室武汉430070 贵州超亚纳米科技有限公司贵阳550018

运用水化热测定仪、流变仪、以及Dinger-Funk紧密堆积等方法,研究了硅微粉掺入水泥中对复合浆体的流变性能的影响,比较了不同硅微粉掺量对复合浆体的早期水化放热、紧密堆积程度、屈服应力和塑性粘度的作用。结果显示:硅微粉取代水泥后... 详细信息

运用水化热测定仪、流变仪、以及Dinger-Funk紧密堆积等方法,研究了硅微粉掺入水泥中对复合浆体的流变性能的影响,比较了不同硅微粉掺量对复合浆体的早期水化放热、紧密堆积程度、屈服应力和塑性粘度的作用。结果显示:硅微粉取代水泥后,降低浆体水化热放热量,提高了体系紧密堆积程度;Bingham流体仍适用于硅微粉-水泥复合浆体,取代5%、10%、15%水泥的复合浆体,屈服应力和塑性粘度在0、60 min时都小于纯水泥浆体,并且取代10%水泥的复合浆体,其屈服应力和塑性粘度在0、60 min时都最小,流变性能最好。

关键词：硅微粉水化热紧密堆积理论屈服应力塑性粘度

基于Dinger-Funk方程的沙漠砂混凝土配合比优化设计研究

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混凝土 2018年第4期 145-150页

作者：贺业邦沙吾列提.拜开依刘吉新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830047

据Dinger与Funk紧密堆积理论以调整Dinger-Funk方程分布模数的方式得到紧密堆积的混凝土粗、细骨料比例和沙漠砂掺入普通砂的比例。利用Dinger-Funk方程,颗粒分布模数取n=0.6~0.7得3种砂率使混凝土粗、细骨料达到紧密堆积状态;颗粒分布... 详细信息

据Dinger与Funk紧密堆积理论以调整Dinger-Funk方程分布模数的方式得到紧密堆积的混凝土粗、细骨料比例和沙漠砂掺入普通砂的比例。利用Dinger-Funk方程,颗粒分布模数取n=0.6~0.7得3种砂率使混凝土粗、细骨料达到紧密堆积状态;颗粒分布模数取n=0.1~0.4得3种沙漠砂掺量掺入机制砂后,紧密堆积的混合砂细度模数得到降低且级配曲线处于中砂范围。通过试验确定砂率和3种沙漠砂掺量对混凝土影响,结果表明:利用Dinger-Funk方程优化后,C35混凝土总砂率41%、39%时与C40混凝土总砂率39%、37%时混凝土坍落度和强度得到优化。证明正确的砂率时会体现沙漠砂在混凝土中的优化价值。

关键词：紧密堆积理论沙漠砂分布模数抗压强度抗劈裂强度

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盾构管片混凝土配合比优化设计与应用研究

混凝土与水泥制品 2018年第2期 43-46页

作者：郝永旺杜月垒霍曼琳刘学生姜永涛韩志强中国电建市政建设集团有限公司天津300384 兰州交通大学土木工程学院 730070 中国电建集团铁路建设公司北京100044

混凝土配合比的设计方法除了行标设计规程给定的方法外,还常采用以骨料紧密堆积理论为基础的设计方法。通过试验,以地铁盾构施工管片混凝土试件抗压强度为指标,评价这两种设计方法的优劣及在工程中的适用性。试验结果表明,在进行混凝土... 详细信息

混凝土配合比的设计方法除了行标设计规程给定的方法外,还常采用以骨料紧密堆积理论为基础的设计方法。通过试验,以地铁盾构施工管片混凝土试件抗压强度为指标,评价这两种设计方法的优劣及在工程中的适用性。试验结果表明,在进行混凝土配合比设计时,先通过设计规程给定方法得出初步配合比,再通过骨料紧密堆积理论设计方法进行调整,可以得到强度更稳定的混凝土配合比。

关键词：地铁管片混凝土配合比设计方法抗压强度紧密堆积理论

基于Dinger-Funk方程的沙漠砂混凝土配合比优化及其耐久性研究

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基于Dinger-Funk方程的沙漠砂混凝土配合比优化及其耐久性研究

作者：贺业邦新疆大学

学位级别：硕士

土地沙漠化对土地资源造成很大破坏。新疆省拥有很大的沙漠面积,这意味着土地很容易被沙漠化。现我国正处于基础设施建设的重要发展阶段。将沙漠砂作为混凝土原材料之,不仅会减少沙漠对土地资源的破坏也会减少采集混凝土中细集料过程中... 详细信息

土地沙漠化对土地资源造成很大破坏。新疆省拥有很大的沙漠面积,这意味着土地很容易被沙漠化。现我国正处于基础设施建设的重要发展阶段。将沙漠砂作为混凝土原材料之,不仅会减少沙漠对土地资源的破坏也会减少采集混凝土中细集料过程中对自然环境的破坏。基于Dinger-Funk方程优化出紧密堆积的砂率和在普通砂中掺入沙漠砂的紧密堆积骨料体系,基于该骨料体系配置混凝土进行试验探究。通过试验得出最优混凝土配合比后通过单独添加短切玄武岩纤维和同时添加短切玄武岩纤维与粉煤灰的方式优化该混凝土配合比,通过试验的方法探究得出结论:(1)砂率为37%、39%和41%时混凝土情况下,C35与C40混凝土添加沙漠砂后其工作能力得到提升、个别砂率情况下加入沙漠砂的混凝土抗压能力需试验验证、抗拉能力达到相应的混凝土强度标准、抗氯离子能力均为中等水平;(2)本文确定C35混凝土砂率为39%和C40混凝土砂率为37%情况下沙漠砂添加率20%、30%和40%时混合砂混凝土为进一步优化对象。本文通过单独添加短切玄武岩纤维和同时添加短切玄武岩纤维与粉煤灰两种方式进行优化。证明:单独添加短切玄武岩纤维时对混凝土抗压能力、抗拉能力和抗氯离子能力均有很大的提升,但对混凝土的工作性能削弱很大。同时添加短切玄武岩纤维与粉煤灰时对混凝土抗压能力、抗拉能力和抗氯离子能力的提升作用更优,且粉煤灰对纤维混凝土工作性能的提升非常明显。证明本文对沙漠砂混凝土同时添加短切玄武岩纤维与粉煤灰优化方案的可行性。

关键词：沙漠砂紧密堆积理论坍落度电通量

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免蒸压超高强混凝土的制备与性能研究

免蒸压超高强混凝土的制备与性能研究

作者：林琳重庆大学

学位级别：硕士

超高强混凝土制品是土木工程领域的重要结构材料,随着我国建筑工业化的推进,其需求量日益增长。我国超高强混凝土制品的生产以蒸压养护方式为主,存在碳排放量大、能耗高等缺点。且高温高压养护下混凝土出现的“热损伤效应”使混凝土制... 详细信息

超高强混凝土制品是土木工程领域的重要结构材料,随着我国建筑工业化的推进,其需求量日益增长。我国超高强混凝土制品的生产以蒸压养护方式为主,存在碳排放量大、能耗高等缺点。且高温高压养护下混凝土出现的“热损伤效应”使混凝土制品呈现脆性大,耐久性不佳等问题。目前超高强混凝土的配合比设计与养护制度优化是其生产应用中的难点。本文以制备出性能发展稳定、生产制度节能高效的超高强混凝土为目的,对超高强混凝土的配合比进行优化设计,并探究养护制度对混凝土性能的影响。本文以P.O 52.5水泥复掺硅灰、粉煤灰与矿粉为胶凝材料,卵石与机制砂为骨料,利用Fuller曲线及Dinger-Funk紧密堆积理论对超高强混凝土进行配合比设计,研究不同配合比下混凝土的工作性和力学性能,确定最优配合比;在此基础上,探讨了不同养护制度对超高强混凝土强度和耐久性的影响,并结合水化热、XRD、SEM、MIP等测试研究方法,研究混凝土的水化进程与微观形貌,对不同养护制度下强度发展规律的微观机理进行初步分析;最后利用等效龄期法对混凝土早期抗压强度进行预测。取得的主要结果如下:(1)利用Fuller曲线与Dinger-Funk公式对超高强混凝土进行配合比优化能明显提高混凝土的工作性能、密实度及力学性能,配合比优化设计后的混凝土28d抗压强度较未进行原材料颗粒级配优化设计的混凝土抗压强度提高了21.2%。所设计的混凝土最佳配合比为:水泥用量360 kg/m,矿物掺合料用量240 kg/m,水胶比0.22,砂率40.2%。(2)夏季自然养护及35℃湿热养护3d的混凝土抗压强度较高且发展稳定,28d分别达到105.8 MPa与107.9 MPa;采用超早强剂并辅以35℃湿热养护,可使混凝土1d强度达到70.1MPa;60℃蒸汽养护可大幅提高混凝土早期强度,但养护结束后混凝土水化进程减缓,且易出现强度倒缩现象,经过195℃、1.2MPa蒸压养护8h的混凝土在7d龄期之后的抗压强度几乎不再增长。(3)微观分析表明60℃蒸汽养护下混凝土早期水化过快,水化产物分布不均匀,孔结构劣化,后期水化不足而使混凝土强度发展较慢,且能生成大量延迟钙矾石,导致强度倒缩。(4)对等效龄期公式的相关表观活化能系数修正,可较为准确预测35℃湿热养护的超高强混凝土早期抗压强度发展。硅灰掺量过高、60℃蒸汽养护等因素都会使胶凝材料的水化进程改变,进而影响等效龄期法对混凝土早期强度预测的准确性。综上研究,在超高强混凝土制备过程中,使用超早强剂后进行夏季自然覆膜养护或冬季使用35℃湿热养护时,可在24h内达到管桩混凝土制品脱模要求,为超高强混凝土的低能耗生产提供理论参考。

关键词：超高强混凝土紧密堆积理论配合比优化设计养护制度早期强度预测