西南交大土木学院研究生开题汇报.doc

西 南 交 通 大 学 硕 士 研 究 生 选 题 报 告 姓 名 刘童超 学 号 导师姓名 李固华 职 称 教授 专 业 结构工程 研究方向 建筑材料 题 目 石粉细度对混凝土碱活性及强度影响 2013年 10 月 24 日 开题报告的内容应包括 课题的研究意义、国内外现状分析。 课题研究目标、研究内容、拟解决的关键问题。 拟采取的研究方法、技术路线、试验方案及其可行性 研究。 课题的创新性。 （5）计划进度、预期进展和预期成果。 注：（1）开题报告由各院（系、所、中心）组织实施，专家组成员由副高以上人员组成，邀请导师和督导组相关专家参加，导师担任组长。 （2）专家组的作用是帮助导师和研究生执行选题论证，论证意见以“通过”、 “不通过”结论。通过者按计划开展论文工作，不通过者，在半年内需 重新开题。 一、课题的研究意义、国内外研究现状 1、研究意义 随着河沙的越来越少，混凝土的骨料现大多使用机制砂，而在破碎骨料的过程中会产生大量粒径小于150um的石粉，现在去掉石粉的方法是用大量的水冲洗，其产生无疑对环境产生危害并浪费了大量原材料和水资源。 碱骨料反应是骨料与水泥中的自由碱反应生成胶凝体，其吸水膨胀引起混凝土开裂的过程。如今抑制碱活性的方法，大多采用掺入掺合料的方法。而根据彭显晓“最不利粒径”理论及其实验结果，石粉可以抑制碱骨料反应。 因此，如果能利用骨料石粉来抑制骨料碱活性的话，该“废物利用”的过程必定在工程上具有重大意义。 可是，抑制碱骨料反应的效果跟石粉细度是否有关系？是否越细抑制效果越好？是否能利用在工程上利用还跟混凝土强度有重大关系，那么部分石粉代替水泥之后，是否能使强度维持不变甚至有所提高?其和易性是否会得到改善？这些问题前人尚未研究。 而这正是课题研究意义所在。 2、国内研究的现状 目前，利用石粉来抑制混凝土碱骨料反应的研究寥寥无几，其中有清华大学冯乃谦发表论文《关于利用天然沸石粉抑制水泥混凝土中碱骨料反应的研究》，西南交大彭显晓《板岩石粉对建集料反应的抑制》等文，其中一致得出结论，石粉可以对混凝土碱活性进行适当抑制，并且随着石粉含量的增大其抑制效果变好。但均未涉及石粉细度对碱活性抑制效果的影响。 石粉对机制砂混凝土强度的影响的研究比较多，如蔡基伟《石粉对中低强度机制砂混凝土性能的影响》、周明凯《高石粉含量机制砂配置混凝土的性能研究》等。并得出结论：对于中低强度混凝土，增加石粉含量可以增加其中细颗粒的含量，并提高混凝土密实度，提高混凝土强度，而且水灰比越大的混凝土，石粉对混凝土强度提高的贡献越大。不过同样，其研究均把粒径小于150um或75um的粉末当做石粉，并未涉及其细度对强度的影响。 同样，对于和易性，对于相同用水量和同样外加剂比例条件下，坍落度随水泥用量的减少而减少，高石粉含量（20%石粉含量）的和易性优于没有石粉的混凝土。因为石粉增加了固体表面积对水的比例，保水性增强，泌水情况得到改善，同时石粉还起到了滚珠的作用，减少了砂与砂的摩擦而改善其流动性。同时，由于其密实度增加，也增加了混凝土的抗渗性，其综合耐久性也得到提高。 在混凝土中添加石粉，这一课题尚在理论研究阶段，并未投入工程实践，不过一旦其投入工程应用，其经济效益将是非常巨大的。 3、国外研究的现状 国外对以石粉为混凝土掺合料的相对较多，M.Hunger《Natural Stone Waste Powders Applied to SCC Mix Design》，SELC?UK TU¨ RKEL《The effect of limestone powder, fly ash and silica fume on the properties of self-compacting repair mortars》等。 国外的研究甚至将石粉掺量加到了30%，并认为石粉和粉煤灰等掺合料一起作用效果会更好。 在大理石粉为掺合料的实验中，石粉混凝土强度有所下降，但在混凝土中，石粉混凝土强度会上升5%-10%。 一部分的学者认为：石粉这种微细级配有相对较大的比表面积，石粉会增加拌合物的用水量，使混凝土比较干稠，和易性也就变差；另一部分学者认为：石粉对机制砂混凝土工作性的影响存在一个最佳石粉含量，在最佳石粉含量以内时，石粉含量越大工作性能就越好，超过了最佳石粉含量，石粉越多工作性反而会下降。 孟加拉国学者H.M.A.Mahzuz提出，