013411124开题报告(2) - 图文

毕业论文开题报告

题 目

聚羧酸减水剂在预拌混凝土中的应用研究

学 院 班 级

土木工程学院 0134111

专 业 学 号

无机非金属材料工程

013411124

学生姓名 开题日期

洪卫兵 指导教师 2014年6月1日

王继娜

《聚羧酸减水剂在预拌混凝土中的应用研究》开题报告

一、 选题的背景与意义： （一） 课题研究来源 自选课题 （二） 课题研究的目的 目前聚羧酸高效减水剂在国内高性能混凝土中的应用已基本普及，但在国内 相当数量的预拌混凝土企业中却应用甚少。许多研究致力于研究如何利用聚羧酸高效减水剂配制高性能混凝土，但对聚羧酸高效减水剂在普通预拌混凝土中的研究及应用情况相对较少。鉴于此，本论文针对目前聚羧酸高效减水剂在预拌混凝土应用中存在的一些问题进行了系统研究。 （三）课题研究的意义 通过系统研究预拌混凝土中原材料组分和混凝土配合比对聚羧酸高效减水剂塑化效果的影响，发现聚羧酸高效减水剂受水泥、粉煤灰等原材料变化的影响较为敏感，聚羧酸高效减水剂的使用有效性受胶凝材料用量、砂率等混凝土配 合比参数依赖性强，与常用减水剂、膨胀剂等其它外加剂组分相容性差等。通过对比研究掺加聚羧酸和萘系高效减水剂的预拌混凝土性能，发现相同配合比情况下，掺聚羧酸高效减水剂的混凝土不仅可以提高预拌混凝土拌合物的坍落度，同时坍落度损失率较萘系高效减水剂减少 15～20%，而且可以提高硬化混凝土强度约 10%，收缩可减低 10%~20%。结合对影响聚羧酸高效减水剂塑化效果的主要因素的研究，本文以常用萘系高效减水剂混凝土配合比为参比对象，通过正交试验，得到了重庆地区掺聚羧酸高效减水剂的混凝土配合比中胶凝材料总用量可减少约 3.0%，其中水泥用量减少约 6%，矿物掺合料用量提高约 8%，砂率提高约 0.5%；用水量减少约 6%。

二、国内外研究现状： （一）国内研究现状 分析当今国内外混凝土耐久性的现状和导致混凝土耐久性下降的因素，提出使用减水剂是解决混凝土耐久性经济有效的方法 之一。综述了近十年减水剂对混凝土耐久性影响的研究现状，指出目前研究的关键问题是系统全面地研究减水剂对混凝土耐久性的影响及其作用机理，为工程正确选用减水剂配制具有良好耐久性的高性能混凝土提供工程和理论指导依据 混凝土在大坝、桥梁、公路、铁路、隧道、海港、码头、机场、 地铁、工业及民用建筑等方面均获得日益广泛的应用。混凝土耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种环境因素作用，长期保持完整性和使用性的能力。长期以来，人们一直以为混凝土是一种耐久性优良的材料，但随着时间的推移，混凝土因耐久性不足而过早破坏的工程实例屡见不鲜。 据统计，美国每年用于维修和重建混凝土基础工程的费用高达3万亿美元。1987年美国国家材料顾问委员会统计：约25万座混凝土桥梁的桥面板出现了不同程度的破坏，其中部分桥梁仅使用了不到２０年，并且这种破坏正以每年35000座的速度增长。沙特阿拉伯海滨地区４２座混凝土框架结构耐久性调查结果表明：74％的混凝土框架结构都显示严重的钢筋腐蚀破坏。 由于区域辽阔，各国面临的严重问题在我国不同地区均有存在。黑龙江低温建研所对三北地区的调查表明，处于水位突变区或受水浸润的钢筋混凝土结构，在使用20-70年内均因反复冻融而破坏。南京水利科学研究院资料表明，华南、华东海港码头和浙东沿海水闸的混凝土结构，处于浪溅区的梁板底部，由于钢筋过早锈蚀，发生顺筋开裂、剥落，破坏日益加剧。混凝土是当代最大宗的人造材料也是最主要的建筑材料。目前，我国混凝土年使用量可达16亿m3，占世界之首，其工程量之多，社会与经济意义之大，是人们所共知的。而我国今后混凝土发展的两个重点方向：高性能混凝土和预拌混凝土。混凝土高性能化是世界上均在追求的，尤其今年国内高速铁路等重点工程的发展推动，混凝土高性能化程度逐步提高。而预拌混凝土在节能、环保、经济、效率和保证质量等多方面优越性以被证明。因此发展预拌混凝土，逐步实现工厂化生产和机械化施工势在必行。 预拌混凝土最早出现在欧洲，它于 1903 年在德国诞生，1926 年美国研制成 功预拌混凝土运输车，奠定了现代预拌混凝土技术的基础。到20世纪70年代，世 界预拌混凝土的发展进入了黄金时期，预拌混凝土在混凝土总生产中己经具备绝 对优势，其中美国占84%，瑞士占83%，日本占78%，澳大利亚占63%，英国占57%。 目前，美国和日本仍然是世界上最大的两个预拌混凝土生产国，预拌混凝土约占 本国混凝土总用量的80%。俄罗斯现在年产水泥5000万吨，其中30%-40%用于生产 预拌混凝土，人均预拌混凝土用量0.2-0.3m3。全欧洲包括东欧国家在内，年产预拌

混凝土总量约4亿m3；德国预拌混凝土产量最高，年产量7400万m3，人均0.9 m3；而人口仅650万的瑞士，却有预拌混凝土工厂300多座，年产量970万m3，人均1.49m3，居欧洲第一。综上所述，预拌混凝土己成为一个独立的产业结构体系，正在全世界范围内得到较大规模的发展。预拌混凝土的应用量比重的大小标志着一个国家的混凝土生产工业化程度的高低，它在整个建筑行业中占有着举足轻重的地位。 建国初期，我国的预拌混凝土发展比较迟缓，与发达国家相比，形成很大的 差距。2003 年 10 月 16 日，商务部、公安部、建设部、交通部联合颁发了《商务部、公安部、建设部、交通部关于限期禁止在城市城区现场搅拌混凝土的通知》（商改发【2003】341 号），具体规定北京等 124 个城市城区从 2003 年 12 月31日禁止现场搅拌混凝土，其他省（自治区）辖市从 2005 年 12 月 31 日起禁止现场搅拌混凝土。要求“各城市要根据本地实际情况制定发展预拌混凝土规划及使用管理办法，采取有效措施，扶持预拌混凝土的发展，确保建筑工程预拌混凝土和干混砂浆的供应。”这一文件的出台和实施为我国预拌混凝土的发展提供了法律保证，具有里程碑的重大意义，极大地带动了预拌混凝土市场的发展。2008年预拌混凝土年产量约5.7亿m3，占现浇量的38.3%，其发展速度之快名列其他产业的前列。预拌混凝土的发展离不开外加剂的发展，如外加剂的发展推动了混凝土第3次革命发展一样，而对商品混凝土发展高效减水剂起到了关键作用，可以说新型高效减水剂的应用己成为混凝土技术发展的一个重要里程碑。另外随着世界能源和资源保护要求的日益增长，大量高炉矿渣、粉煤灰等作为水泥复合材料被应用于预拌混凝土中，高效减水剂使超细矿物掺合料应用于配制高性能混凝土成为可能，使资源得以综合利用并极大地改进了混凝土性能，随之产生了巨大的经济效益和社会效益。

三、 课题研究内容及创新 （一）研究内容 ①预拌混凝土的配合比设计 查阅 相关资料，通过 “保罗米强度扩展公式”来设计配合比。 ②预拌混凝土的性能 通过掺入不同比例的粉煤灰和不同的水胶比进行试验，去测定预拌混凝土的和易性、力学性能和耐久性。从所测得的数据出发，研究预拌混凝土的工作性、力学性能和耐久性的改变。 ③探索预拌混凝土的作用机理和应用 （二）创新性 本文通过对预拌混凝土主要性能的研究，结合实践数据，力求找到改善预拌混凝土的性能，提高其实际应用潜力。

四、课题的研究方法： （一）研究方法 （1）首先对原材料各种性能进行检测得出其主要性能指标，并对聚羧酸高效减水剂的物化性能分析，以水胶比和聚羧酸高效减水剂掺量为变量，各组配比沙率固定 ，采用超量取代法进行混凝土设计，拟定初步配合比。 （2）将原材料根据配合比进行拌和、装入试模、成型，放进养护室进行标准养护。 （3）根据需求对混凝土试样的和易性、力学性能和耐久性等进行试验，主要实验有：ａ工作性能试验：分析其流动性、保水性和粘聚性。ｂ抗压和抗拉强度试验：按照普通混凝土力学性能试验方法标准进行，制作l50m3m3 × l50m3m3 × l50m3m3立方体试件作为抗压、抗拉试件，标准养护至28d后，用标准试验方法测试并按规定方法计算抗压和抗拉值。ｃ抗冻融循环试验：抗冻试件（试块尺寸100 m3m3 × 100 m3m3 ×100 m3m3，成型24小时后脱模）标养28d后，将试块放入-15℃的冷冻箱内冷冻4小时，然后放入15～20℃水中融化4小时，作为一次冻融循环。ｄ抗渗试验：根据国家标准，抗渗试件（试块尺寸 175 m3m3×185 m3m3×l50m3m3，成型24小时后脱模）标养28d后，在混凝土渗透仪上进行渗透试验，每增加0.1M3Pa的水压力，保持恒压8小时，到一定水压后卸压，并立即取下试件劈开，观测渗水高度。进行数据统计,确定混凝土质量的稳定性，并对配合比进行优化。 （4）增加聚羧酸高效减水剂的掺量进行以上试验的循环，并记录每一组的的数据，根据数据技能型分析研究，得出一定的结论。 （二）技术路线图 拟定初步配合比 配料 工艺优化 优化后配合比 性能检测 标准养护 成型

五、研究计划及预期成果： （一）计划 1.第1~2周：进行毕业实习和相关文献资料的收集； 2.第3~5周：进行毕业实习和初步方案的拟定； 3.第6周：开题并修改、确定实验方案； 4.第7~11周：进行实验； 5.第12~13周：撰写毕业论文，准备毕业答辩。

六、参考文献： [1] 李继业, 刘福胜. 新型混凝土实用技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005: 8-25. [2] 顾祥林. 混凝土结构基本原理[M]. 同济大学出版社, 2004: 2-6. [3] 赵铁军. 高强与高性能混凝土及其应用[M]. 中国建材工业出版社, 2004: 9-25. [4] 明德斯（加）. 混凝土[M]. 化学工业出版社, 2005: 35-42. [5] 冯乃谦, 邢锋. 高性能混凝土技术[M]. 原子能出版社, 2000: 20-30. [6] 武美燕. 我国预拌混凝土现状与发展趋势分析[J]. 散装水泥, 2008, (2). [7] 洪海禄. 预拌混凝土质量管理研究[D]. 天津大学, 2005. [8] 孟巧峰, 冯军强. 混凝土技术的现状和发展[J]. 山西建筑, 2007, (9). [9] 王刚. 重庆商品混凝土发展及现状调查[J]. 建筑机械技术与管理, 2007, (1). [10] 刘良季, 张彤. 21 世纪初叶我国预拌混凝土行业态势初探[J]. 混凝土, 2003, (10). [11] 何江. 预拌混凝土行业的产业经济学分析及其政策含义[J]. 中国建材, 2008, (5). [12] 何廷树. 混凝土外加剂[C]. 陕西科学技术出版社, 2003, (8):54. [13] 邵艳霞等. 高效减水剂的研究进展[J]. 上海建材, 2003,(4):19-21. [14] 孙丽娜. 混凝土外加剂应用技术中几个问题的分析探讨[J]. 河北建筑工程学院学报,2007, (1). [15] 葛兆明. 混凝土外加剂[M]. 化学工业出版社, 2005:18-20. [16] 陈建奎. 混凝土外加剂原理与应用[M]. 中国计划出版社, 2004:3-6.

七、指导教师评语： 签 名: 年 月 日 八、教研室审核意见 签 名: 年 月 日

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