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1、昆明理工大学城市学院本科毕业论文开题报告 昆明理工大学毕业设计（论文）开 题 报 告题 目： C30自密实混凝土配合比学 院： 昆明理工大学城市学院专 业： 土木1111学生姓名： 张皓天指导教师： 秦昆珍日 期： 2015.3.19一、毕业设计（论文）的主要内容1.1 科学意义自密实混凝土（Self-Compacting Concrete或Self-Consolidating Concrete，简称SCC），又名高流态混凝土，即拌合物具有很高的流动性而不离析、不泌水，能不经振捣或微振捣而自动流平并充满模型和包裹钢筋的混凝土1，混凝土硬化后，内部密实、均匀、稳定，具有良好的力学性能和耐久性能。
2、自密实混凝土被称为近几十年中混凝土建筑技术最具革命性的发展，因为自密实混凝土拥有众多优点： 保证混凝土良好地密实。 提高生产效率。由于不需要振捣，混凝土浇筑需要的时间大幅度缩短，工人劳动强度大幅度降低，需要工人数量减少。 改善工作环境和安全性。没有振捣噪音，避免工人长时间手持振动器导致的手臂振动综合症。 改善混凝土的表面质量。不会出现表面气泡或蜂窝麻面，不需要进行表面修补；能够逼真呈现模板表面的纹理或造型。 增加了结构设计的自由度。不需要振捣，可以浇筑成形状复杂、薄壁和密集配筋的结构。以前，这类结构往往因为混凝土浇筑施工的困难而限制采用。 避免了振捣对模板产生的磨损。 减少混凝土对搅拌机的磨损
3、。 可能降低工程整体造价。从提高施工速度、降低噪音、减少人工和保证质量等诸多方面降低成本。由于自密实混凝土有诸多的优点，受到世界各国工程技术人员的青睐。目前，世界各国都非常重视免振捣的自密实混凝土的研究与应用，为研制现代化的施工方法及体系奠定了基础，具有广阔的发展前景。众所周知，配制混凝土首先要根据原材料状况以及强度塌落度要求确定混凝土配合比。目前混凝土配合比设计的方法一般都是先计算，再试验调整，最终达到要求。因此，配合比计算也是确定自密实混凝土配合比的第一个环节。自密实混凝土配合比与普通混凝土配合比有很大差别，且由于其技术较新，至今没有形成统一的设计计算方法。在任何情况下都能通用的混凝土配合
4、比是不存在的，但针对自密实混凝土的特点，通过大量的计算和试验调整，有规律的配合比计算方法应该是能够找到的。因此，确定自密实混凝土配合比的计算方法对自密实混凝土的研究与应用具有非常重要的意义。1.2 国内外研究概况早在20世纪70年代早期，欧洲就已经开始使用轻微振动的混凝土，但是当时此概念较新，尚有大量问题需要改进，因此不能被广泛的认可，未能得到迅速推广发展。直到20世纪80年代后期，SCC才在日本发展起来。日本发展SCC的主要原因是解决熟练技术工人的减少和混凝土结构耐久性提高之间的矛盾。欧洲在20世纪90年代中期才将SCC第一次用于瑞典的交通网络民用工程上。随后EC建立了一个多国合作SCC指导
5、项目。从此以后，整个欧洲的SCC应用普遍增加，SCC技术才在全世界范围内推广开来。20世纪80年代，日本出现了由于建筑工人的逐渐减少而导致工程质量下降的问题，结构的耐久性也不断下降，为了解决这些问题，日本东京大学教授冈村甫(Okamura) 2最早提出“免振捣的耐久性混凝土”，并由小泽（Ozawa）3和前川（Maekawa）做了相应的基础研究。1996年，在美国泰克萨斯大学讲学中，冈村甫教授称该混凝土为自密实高性能混凝土（以下简称自密实混凝土self-compacting concrete）。之所以称之高性能，是因为其具有很高的施工性能，能保证混凝土在不利的浇筑条件下也能密实成型，同时因使用大
6、量矿物细掺料而降低混凝土的温升，提高了其抗劣化的能力，从而提高了混凝土的耐久性。其关键技术是通过掺加高效减水剂和矿物掺合料，在低水胶比条件下，大幅度提高混凝土拌合物的流动性，同时保证良好的粘聚性、稳定性，防止泌水和离析4。至1994年底，日本已有28个建筑公司掌握了自密实混凝土的技术。从日本19921993年各学会、技术刊物等发表的自密实高性能混凝土在土木工程中的应用实例来看，自密实高性能混凝土特别适合于浇筑量大、浇筑高度大、钢筋密集、有特殊形状等的工程。日本到2004年自密实混凝土总应用量已超过250万m3，并有逐年增加之势。目前，日本正在致力于将自密实混凝土从特种混凝土发展成普通混凝土。典
7、型的工程应用实例是跨度为1990m的明石海峡大桥(悬索桥)，该桥的两个锚碇分别使用了24万m3和15万m3强度为25MPa的自密实混凝土。由于采用了自密实混凝土，使得锚碇的施工工期由2.5年缩短为2年，缩短工期20。在西方也有不振捣的混凝土的应用，如美国西雅图65层的双联广场钢管混凝土柱，28d抗压强度115MPa。混凝土从底层逐层泵送,无振捣。在美国为了保证混凝土的浇筑质量以保证钢筋和混凝土的整体性，在密筋的钢筋混凝土和几何形状复杂的结构中，也使用高坍落度而能自流平的混凝土，但强调仍需要适当的振捣以确保混凝土的足够密实。近年来，由于日本应用自密实混凝土的不断成功，使西方国家也开始关注和应用该
8、项技术。其中，美国西雅图六层的双联广场钢管混凝土柱(28d抗压强度115MPa)是迄今为止自密实混凝土应用中强度最高的实例。由于采用了超高强度自密实混凝土，从底层逐层泵送，无振捣，降低了结构成本的30。荷兰也是目前应用该技术较为普及的国家之一，大约有75的预制混凝土结构采用自密实混凝土。不仅保证了特殊结构施工的需求，也使混凝土制品的性能与外观质量得到了改善和提高。 我国自密实混凝土的研究及应用相对较晚，但近几年得到迅速的发展。北京、深圳、南京、济南、长沙等城市陆续有了自密实混凝土应用的报道，应用领域也从房屋建筑扩大到水利、桥梁、隧道等大型工程。从1995年开始，浇筑量已超过4万m3。主要用于地
9、下暗挖、密筋、形状复杂等无法浇筑或浇筑困难的部位，同时也解决了施工扰民等问题，缩短了建设工期，延长了构筑物的使用寿命。其中具有代表性的工程实例有：北京首都机场新航站楼的简体墙，西单北大街东侧商业区改造的工程，大亚湾核电站的核废料容器建设工程，厦门集美历史风貌建筑的保护工程，长江三峡等多个水电站的导流洞、左岸左厂坝的引水工程，润扬的长江大桥的建设工程，福建万松关的隧道工程等，均取得了较好的技术、经济和社会效益。 近几年自密实混凝土在我国发展应用速度加快，应用领域也进一步拓展，但国内尚未有统一的工程标准，致使在应用中缺乏指导性文件，产生了一些问题，不利于该技术的推广应用。为此，中国工程建设标准化协
10、会在搜集了国内外有关的标准资料，翻译了国外的有关资料，并结合国内的实际情况编制了自密实混凝土应用技术规程（CECS203：2006），推荐给工程建设、施工和使用单位采用。目前对自密实混凝土的研究主要从优化配合比入手，结合结构设计、生产质量控制、现场施工工艺、工程应用等方面展开。在配合比优化方面，主要针对自密实混凝土对原材料和配比的敏感性，在大量正交试验的基础上，分析外加剂、矿物掺合料、骨料质量和数量、水胶比等因素对自密实混凝土工作性能的影响，建立定量关系，利用优化理论，研究基于地域材料特点的自密实混凝土最佳配比方法。在材料性能试验方面，主要测试混凝土的流变性能和工作性能以及抗渗性能：早期体积稳
11、定性如收缩、徐变、温度变形等；力学性能如抗压强度、弹性模量、粘结强度等。在理论研究方面，如自密实混凝土的物理力学性能和耐久性方面的理论分析比较少,，尤其是早期的收缩机理，影响因素的数量及程度、测量方法、预测模型等问题研究较少5。近20年来，由于自密实混凝土的优越性，自密实混凝土的研究与应用实践在世界范围内广泛展开。中南大学等单位于2005年5月2628日在湖南长沙主办了我国第一次自密实混凝土技术方面的国际研讨会。因此，开发更加标准化、科学化以及实用化的自密实混凝土拌合物性能测试方法是这一研究领域追求的目标。自密实混凝土由于其优异的性能特点，给其工程应用带来了极大的便利及广阔的前景，特别是在一些
12、截面尺寸小的薄壁结构、密集配筋结构等工程施工中显示出明显的优越性。Domone6对19932003年11年间自密实混凝土应用技术特点进行了总结。目前，自密实混凝土已广泛应用于一些新建的大型建筑结构、桥梁以及既有结构的修复加固工程中。根据不同的实际工程需要，已成功开发了不同类型的自密实混凝土6,9,4951，如大体积自密实混凝土、补偿收缩自密实混凝土、自密实钢纤维混凝土、自密实轻集料混凝土、自密实再生骨料混凝土、自密实废弃轮胎混凝土等。1.3研究内容初步确定自密实混凝土的配合比，并通过试验调整，找出砂率、粉煤灰掺量、水灰比等因素对自密实混凝土力学性能的影响，最终确定自密实混凝土的最佳配合比。1.
13、4 重点解决的问题从自密实混凝土的制备原理出发，通过对胶凝材料、外加剂、掺合料和砂率系统试验、分析，解决自密实混凝土流动性和抗离析性能之间的矛盾。采用较大的砂率和提高胶凝材料用量的方式提高混凝土的流动性能，采用掺合料（粉煤灰）调节混凝土的粘度，采用聚羧酸高效减水剂减小混凝土拌合物的屈服应力，提高拌合物流动速度和耐久性。二 设计（论文）的技术路线及预期目标：1 预期的目标1通过查阅文献资料，初步确定自密实混凝土的配合比。根据现有的试验条件，并通过正交试验设计方法来确定试验方案，然后展开试验。通过试验调整，找出砂率、粉煤灰掺量、水灰比等因素对自密实混凝土力学性能的影响，优化混凝土的配合比，最后配制
14、出性能优异的粉煤灰自密实混凝土。2通过前期的试验工作，整理数据资料，最终完成一篇合格的毕业论文。2 研究方法和技术路线1 研究方法 利用正交试验方法确定试验方案：以塌落度为220mm，强度等级为C30的混凝土为试验要求来展开试验。主要的试验因素为水灰比、粉煤灰掺量以及砂率，选用萘系高效减FDN。第一步：所选用的因素和水平见下表表3.1因素和水平水平因素水灰比A 粉煤灰掺量 B（%）砂率 C（%）空列D10.52104320.5420453 0.563047所确定的试验方案见下表表3.2试验设计方案试验号因素泌水性A B(%)C (%)D10.521043120.522045230.523047
15、340.541043350.542045160.543047270.561043280.562045390.5630471根据所确定方案，经计算得到以下试验数据 表3.3 试验数据参数各项掺量试验号水/kg水泥/kg砂/kg石子/kg粉煤灰/kg外加剂/kg1205354.8 764.9101455.26.152205315.4793.3969.5110.46.393205276.0821.0925.8165.66.624205341.7771.51022.753.25.925205303.7800.5978.4106.36.156205265.7828.9934.6159.46.387205
16、 329.5 777.71030.851.3 5.71 8205292.9807.2986.5102.55.939205256.3836.2 942.9 153.56.15注：1.所选外加剂的减水率按12%计算，外加剂的掺量为1.5%，粉煤灰的超量取代系数取为1.42 用水量采用固定值第二步：根据表1、2的实验数据参数分9组实验，成型100mm100mm100mm,的标准试件，采用标准养护，按不同龄期试压。试压结果见表3.4表3.4 试验压力统计表试验号123456789强度3 技术路线3.1试验材料及设备原材料：42.5级早强型普通硅酸盐水泥、河砂、碎石、矿物掺合料粉煤灰等，减水剂采用萘系高
17、效减水剂FDN。试验设备：1混凝土卧式搅拌机（STWJ-4）2混凝土恒温恒湿养护箱（STYHX-4）3砂浆养护箱（STSJX-3）4300KN万能试验压力机5100mm100mm100mm标准试模等3.2 试验流程计算配合比搅拌成型养护测试材料基本参数测试3天强度测试7强度测试28天强度图1.试验流程图三 课题进度计划（1）第1周第2周（3.21 4.6）大学期间的专业课实验回顾：将骨料、水泥、减水剂、掺合料的各项性能的实验集中地做一遍，并根据所得原材料的各项性能来计算混凝土的配合比，并配制性能优异的混凝土。（2）第3周第4周（4.7 4.20）收集资料：毕业设计分组之后，开题接受任务，然后就
18、开始相关资料的收集，这个阶段应该收集与本研究内容有关的资料（包括从学术期刊、论著及网上收集相关资料）。 （3）第5周第6周（4.21 5.3）方案前的准备：学习消化收集到的有关资料以及与本研究有关的知识。（4）第7周第9周（5.4 5.24）方案确定：根据前一阶段的学习以及了解到的本研究内容的目前研究状况确定自己的实验研究方案，撰写文献综述报告（5）第10周第11周（4.25 5.8）试验及测试（6）第12周第13周（5.9 5.22）实验数据的整理，实验结果的分析，撰写本科论文。（7）第14周第15周（5.23 6.5）装订论文，答辩四 完成课题所需条件及落实措施：1 相关的理论基础1.1完
19、成材料概论、无机材料物理化学、复合材料学、胶凝材料、硅酸盐岩相学、材料分析测试技术、混凝土学、混凝土制品工艺学、正交设计在混凝土中的应用、土木工程材料、专业外语等相关课程的学习。1.2 课题组已有的研究工作基础 本实验采用常温常压制作试块，但也可以用加压加湿等方法。2 现有的实验条件2.1原材料各种型号水泥、砂、石、粉煤灰等矿物掺合料、各种高性能外加剂等。2.2 试验设备1混凝土卧式搅拌机（STWJ-4）2混凝土恒温恒湿养护箱（STYHX-4）3砂浆养护箱（STSJX-3）4300KN万能试验压力机5100mm100mm100mm标准试模等五 参考文献、资料：1 参考文献高性能混凝土的正交试验
20、研究、自密实混凝土试验方案设计原理、自密实混凝土、混凝土新技术2 资料查询1廉慧珍，张青，张耀凯. 国内外自密实高性能混凝土研究及应用现状J. 施工技术，1999 (5) 1-3.。2OKAMURA Hajime, OUCHI Masahiro. Self-compacting concrete:development, present use and future A. In: SKARENDAHL A, PETERSSONO eds. Proceedings of 1st International RILEM Symposiumon Self-Compacting Concrete C.
21、 Paris: RILEM Publication SARL,1999. 314.3Ozawa K,et.al.Development of high performance concrete based on the durability design of concrete structures:Proceedings of the second East-Asia and Pacific Conference on Structural Engineering and Construction(EASEC-2),Vol.1,pp.445-450,January 1989. 4赵筠自密实混
22、凝土的研究和应用J混凝土，2003(6)：5齐永顺，扬玉红自密实混凝土的研究现状分析及展望J混凝土，2007(1)：25-286 DOMONE P L. Self-compacting concrete: an analysis of 11 years ofcase studies J. Cem Concr Compos, 2006, 28(2): 197208指导教师意见： 指导教师（签字）： 年 月 日学院毕业设计（论文）工作领导小组意见： 组长（签字）： 年 月 日第 10 页 共 11 页书是我们时代的生命别林斯基书籍是巨大的力量列宁书是人类进步的阶梯高尔基书籍是人类知识的总统莎士比亚书籍是人类思想的宝库乌申斯基书籍举世之宝梭罗好的书籍是最贵重的珍宝别林斯基书是唯一不死的东西丘特书籍使人们成为宇宙的主人巴甫连柯书中横卧着整个过去的灵魂卡莱尔人的影响短暂而微弱，书的影响则广泛而深远普希金人离开了书，如同离开空气一样不能生活科洛廖夫书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉 库法耶夫书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者史美尔斯书籍便是这种改造灵魂的工具。人类所需要的，是富有启发性的养料。而阅读，则正是这种养料雨果