河南城建学院无机非金属材料细磨粉煤灰对混凝土性能的影响研究开题报告

1、. 毕业论文开题报告 题 目细磨粉煤灰对混凝土性能的影响研究学 院河南城建学院专 业 无机非金属材料工程班级0134102学 号学生姓名指导教师开题日期2013年6月10日;5细磨粉煤灰对混凝土性能的影响开题报告 一、选题的背景与意义：粉煤灰作为一种工业废料占用了大量的土地，严重污染环境。随着各行各业对粉煤灰的开发和利用，把它作为混凝土的一种辅助的胶凝材料可以取代部分水泥，特别是近几年全国高速公路的迅猛发展，粉煤灰的利用率越来越高，使粉煤灰“变废为宝”。粉煤灰在各项工程中的利用，不但使工程造价大大降低，而且在节约土地、环境保护方面的意义将是非常深远的。掺入混凝土中的粉煤灰因具备了火山灰活性，微

2、集料密实填充及颗粒形态效应等一系列可贵的品质，大大提高了混凝土的性能1。然而，众所周知，粉煤灰的水化反应滞后于水泥，而且进行得比较缓慢，因此其早期活性低，对混凝土早期强度贡献不大。尤其当粉煤灰掺量比较大（大于胶凝材料的30%）时，混凝土的早期强度随着粉煤灰用量的增加急剧下降，甚至28d龄期时强度发展仍难以得到足够的补偿，由此带来了粉煤灰混凝土必须延迟拆模，早期不能承载以及施工周期长等等一系列问题。可以说，粉煤灰的早期活性低是粉煤灰品质最主要的缺点，也是工程上使用粉煤灰的最大顾虑所在。仅通过掺加高效减水剂，降低水灰比，对于提高混凝土的中后期强度与耐久性是非常必要的，然而一方面水胶比的降低虽然对于

3、粉煤灰混凝土的早期强度也有一定效果，但仍不能从根本上解决粉煤灰混凝土早期强度低的问题，另一方面水胶比也是可以无限制降低的，而且一些混凝土结构对强度要求不太高，过多的掺加减水剂一再降低水胶比显然没有必要。因此必须从挖掘粉煤灰自身潜力出发，如能采用机械粉末和化学激发等方法提高粉煤灰的早期活性，无疑对粉煤灰的推广应用具有重要意义。提高粉煤灰的细度，进而可以提高混凝土的品质2。2、 国内外研究现状：1、 国内研究现状 我国对粉煤灰的研究起步的比较晚，初期主要是限于在大坝工程中把它作为一部分水泥的替代品，用于降低在大体积混凝土施工中的水化热而应用的。但是随着研究的不断深入，学者们认识到粉煤灰能和混凝土中

4、的多组分发生反应，从而放大到相辅相成的效果，提高混凝土诸多方面的性能。我国对混凝土的研究开发已经过半个多世纪的历程，目前已广泛应用于土木工程、建筑工程以及预制混凝土制品和构件等方面。3大致分为三个阶段：（1）初始阶段，从50年代开始，以建材制品和混凝土利用为主的科学实 1验和建立一批建材制品示范厂为其标志。（2）发展时期，从60年代后期开始，以生产建材制品为主，这一时期的标志是建材的利用量占利用总量的80%，而建材利用又以蒸汽制品为主。（3）调整时期，80年代开始，以粉煤灰大量增长，利用途径的多样化和建材利用比例的相对降低为其标志。12、 国外研究现状 早在1954年美国的Davis教授就提出

5、：粉煤灰等火山灰质材料不是波特兰水泥的替代物，而是混凝土的另一组分。1波兰Groszowice水泥厂用碱溶法可从含30% Al2O3的粉煤灰中提取氧化铝。在韩国，有学着将粉煤灰与氨水混合，在控制PH的情况下通过连续结晶制得明矾。 在水泥和混凝土生产上，匈牙利电厂按化学成分、碱度、及机械性能不同将粉煤灰筛分，通过化学精磨工艺，在替代水泥生产混凝土过程中收益良好。在美国，Namagga等将高石灰质粉煤灰大比例掺入混凝土替代水泥，结果混凝土抗压强度、粘结强度、耐久性、抗冻性等方面差异不大，为节约混凝土生产成本，提高粉煤灰混凝土强度提供了宝贵经验。3 三、课题研究内容及创新1、研究内容（1）细磨粉煤灰

6、对混凝土孔结构的改善（2）细磨混凝土对界面的改善（3）研究掺入不同细度的粉煤灰的水泥强度（4）研究同掺量的粉煤灰和矿渣水泥强度2、创新之处（1）粉煤灰水泥石和混凝土都是由各级分散相分散在各级连续相中而形成的复合材料。相与相之间存在着界面，而界面常常被认为是力学性能的薄弱环节，改善界面结构就能有效地提高粉煤灰水泥石、混凝土性能。（2）测试掺入同掺量不同细度粉煤灰和掺入同掺量粉煤灰、矿渣的混凝土强度，对比分析实验结果。四、课题的研究方法：（1）首先对电厂粉煤灰进行细磨试验，烘干后分别磨细成细度为10%、8%、6%、4%、2%五组试样，将这些试样以20%的比例分别加入到熟料25%、石膏5%的试样，混

7、合均匀，进行强度试验。（2）将粉煤灰的原始样，磨细高4%以下，与细度为9%的矿渣试样进行强度对比试验。（3）采用扫描显微镜（SEM），从粉煤灰水泥浆不同龄期硬化体分析原状粉煤灰和细磨粉煤灰的差异（4）采用X射线衍射（XRD）分析比较普通混凝土过渡区和掺入细磨粉煤灰的混凝土过渡区的氢氧化钙晶体的峰值，来确定其优取向性，和晶体取向指数与集料界面距离的关系。五、研究计划及预期成果：1、研究计划(1)2013.05.30 认真阅读毕业论文开题报告，了解要求写的内容以及规范（2）2013.05.31查找与我的专业相关的资料，确定开题报告的设计题目（3）2013.06.09 查找与设计相关的论文，整理出来

8、，分析和对比（4）2013.06.10 撰写开题报告（5）2013.06.12 撰写毕业论文2、 预期成果 通过广泛收集资料采用理论分析、实验研究和工程应用相结合的方法希望达到以下目标：（1） 细磨粉煤灰不仅具有良好的填充性能，而且具有较高的活性，火山灰反应产生的水化产物填充了大孔，使大孔向小孔转化，总孔隙率减小。（2） 细磨粉煤灰可以改善界面结构，有效地提高粉煤灰水泥石、混凝土性能。（3） 粉煤灰细度在4%以下时，混凝土强度明显增加，吸水量反而下降。（4） 掺量为30%的粉煤灰与矿渣比较，粉煤灰3d、7d的抗压强度都比矿渣的抗压强度高。六、参考文献：1、丛兰杰；粉煤灰的应用研究现状；2009

9、年2、陈锐镇，龙曙光；超细粉煤灰与粉煤灰活性激发剂；湖南交通科技；2001年9月3、黄谦；国内外粉煤灰综合利用现状及发展前景分析；中国井矿盐；2011年4、陈海平；细磨粉煤灰的利用；水泥技术；1997年5、阮燕，潘国强，高琼英；超细磨粉煤灰配制超高强混凝土的研究；大连理工大学学报；1997年8月6、管宗甫，张素芳；细磨粉煤灰颗粒级配对水泥强度的影响；科学研究1007-046X（2001）05-0020-027、建国；混合材颗粒大小对水泥质量的影响；中国建材报；2010年11月17日8、Hideki SHIMADA;Iman A. SADISUN;Characteristics of Flyash Cement and Its Application in Mining;Shigen-to-Sozai;20049、KALLOL BASU；Use of Flyash in Blended Cement;Indian Cement Review;200710、B.S. BALAPGOL;V.K. GUPTA；Utilisation of Flyash as Part Replacement of Cemen