摘 要

自密实混凝土性能优良，但是传统的设计方法设计出来的常规自密实混凝土集料含量偏低，耗费大量的胶凝材料，施工成本较高；由于河砂资源日渐短缺，使用机制砂制备自密实混凝土具有显著的经济效益，本文采用体积分析方法对机制砂Eco-SCC进行了材料设计并对其性能进行了系统研究。

研究表明:（1）随着减水剂掺量增大，水泥净浆流动度也增大，但流动度的增长速率明显减缓。（2）净浆流动度随粉煤灰掺量增加呈现先增加后下降的趋势。（3）随着粗集料堆叠率上升，SCC扩展度下降。（4）砂堆叠率较小时，坍落扩展度随砂堆叠率的上升先增大后减小，堆叠率越小，扩展度峰值的砂堆叠率越大；堆叠率上升到0.65时，随砂堆叠率上升扩展度下降。（5）J环扩展度随浆体砂堆叠率的增加先上升后下降 ，在相同的粗集料含量下，细集料越多，润滑效果越好，流动性越好。（6）随大粒径集料含量上升，坍落扩展度减小、间隙通过性变弱。

本文研制的机制砂生态自密实混凝土就地取材，技术经济性能优异，并已在公路工程中得到了实验性应用。

关键词：自密实混凝土；机制砂；材料设计；性能；

Abstract

Self-compacting concrete performance is good, but the traditional design method of design of conventional self-compacting concrete aggregate content is low, large quantities of gelled material, construction cost is higher. In river sand uneven distribution of resources, transport costs is high, the short-term non-renewable background, using the mechanism sand preparation of self-compacting concrete has become the research focus, this article aims to create mechanism sand SCC design model and method.

The results show that: (1) With the increase of the amount of water reducing agent, the fluidity of cement paste also increases, but the growth rate of fluidity is obviously slowed down. (2) The fluidity of the slurry increased first and then decreased with the increase of fly ash content. (3) As the rough aggregate stacking rate increases, the SCC expansion decreases. (4) When the sand stacking rate is small, the slump expansion degree increases first and then decreases with the increase of the sand stacking rate, and the stacking rate increases to 0.65, The stacking rate increases and the degree of expansion decreases. (5) The expansion of J ring increases first and then decreases with the increase of slurry sanding rate. Under the same coarse aggregate content, the more fine aggregate is, the better the lubrication effect is, the better the fluidity is. (6) with the large size aggregate content increased, slump expansion decreased, the gap through the weakened.

    In this paper, the mechanism of sand from the self-dense concrete in situ materials, technical and economic performance, and has been in the highway engineering has been experimental applications.

KEYWORDS:SCC; Mechanism of sand; Materials design; Property

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究目的和意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究目的、意义 2

1.2 自密实混凝土国内外研究现状 3

1.2.1 自密实混凝土的起源 3

1.2.2 自密实混凝土的发展 3

1.2.2.1 自密实混凝土在日本的发展 3

1.2.2.2 自密实混凝土在欧美的发展 4

1.2.3 机制砂自密实混凝土的发展 5

1.3 自密实混凝土应用瓶颈 6

1.4 研究目标和内容 6

1.4.1 研究目标 6

1.4.2 研究内容 6

1.4.3 技术路线 7

第2章 原材料与试验方法 8

2.1 原材料 8

2.1.1 胶凝材料 8

2.1.2 细集料 9

2.1.3 粗集料 10

2.1.4 外加剂 12

2.1.5 亚甲蓝 12

2.1.6 试验用水 12

2.2 试验设备 12

2.3 试验方法 13

2.3.1 原材料试验方法 13

2.3.2 净浆、砂浆工作性能测试 14

2.3.3 SCC工作性测试 14

2.3.4 SCC硬化后性能指标测试 16

2.3.4.1 物理性能指标测试 16

2.3.4.2 耐久性测试 16

第3章 Eco-SCC工作性研究 17

3.1 流变性试验 17

3.1.1 外加剂掺量对水泥净浆流变性影响研究 17

3.1.2 粉煤灰掺量对水泥净浆及砂浆流动性影响研究 19

3.2 关键因素法设计SCC工作性研究 20

3.2.1 堆叠率对工作性的影响研究 20

3.2.2 砂堆叠率对工作性的影响研究 23

3.2.3 粗集料级配和掺和料对工作性的影响研究 27

第4章 硬化Eco-SCC性能性研究 28

4.1 堆叠率对力学性能的影响研究 28

4.2 砂堆叠率对力学性能的影响研究 30

4.3 Eco-SCC体积稳定性研究 32

4.3.1 堆叠率对干燥收缩的影响研究 32

4.3.2 砂堆叠率对干燥收缩的影响研究 33

4.4 Eco-SCC耐久性研究 33

4.4.1 设计参数对渗透性的影响研究 33

4.4.2 设计参数对冻融性能影响研究 35

第5章 结论与展望 38

5.1 结论 38

5.2 展望 39

致谢 40

参考文献 41

第1章 绪论

1.1 研究目的和意义

1.1.1 研究背景

最近的十年是中国快速发展的十年，在经济发展的同时，少不了基础设施建设的支持，我国高速公路，铁路的里程排名已经在世界前列，摩天大厦拔地而起。钢筋混凝土结构中钢筋混凝土结构越来越复杂和密实，浇筑困难，振动困难，使工程质量难以保证；混凝土振捣造成的的噪音污染问题也亟待解决；在国内外学者的研究和时代背景下，自密实混凝土迅猛发展^[1]。

世界上使用最广泛的人造建筑材料是混凝土。可以说混凝土的发明和使用促进了现在文明的发展，正是因为混凝土的诞生和使用，才有了摩天大厦，高速公路，但2016年混凝土行业面临着产能过剩、环保力度加大等压力，胶凝材料等原材料价格的上涨，加大了混凝土的制备成本，很多技术落后的混凝土企业在激烈的市场竞争中被淘汰，行业并购重组迎来高潮，对于混凝土的大量使用，不可避免的造成了环境污染问题，2016年，因雾霾天气影响，雾霾问题得到了全国人民的重视，全国各地不断出台治霾治污的环保政策，耗费能源且污染环境的水泥，混凝土行业受到了严格监督管理^[2]，使用污染小的水泥和混凝土成为了人们的期望。

水泥是制备混凝土必不可少的原材料，水泥行业产生的碳排放量能够占到人类活动产生碳排放量的5%~10%，随着温室气体排放的日益累积，全球变暖的趋势愈演愈烈。全球变暖将融化冰川，导致海平面上升，降水重新分配，大型岛屿和湿地的消失，威胁到许多物种的生存，以及人类的生活条件和粮食供应^[3]。