绿色混凝土和易性研究开题报告.doc

立项依据 1.1 科学意义 混凝土作为水、沙子、卵石与燧石扥个天然资源的最大消费者，现在正以每年约85亿吨的速度消耗天然骨料，与此同时随着城市建设的快速发展，人们物质生活的提高、原有建筑物不能满足其使用要求和使用期限的临近，越来越多的建筑物将被拆除，产生越来越多的建筑垃圾，据1996年在英国召开的混凝土会议资料，全世界从1991~2000年的十年间，废弃混凝土（包括钢筋混凝土工厂不合格的产品）总量超过10亿吨。在香港。建筑产业每天产生的施工和拆除废料达3万7千吨，这比市政固体废料要高出大约4倍。然而，在不久的将来将缺少新的垃圾埋用地，主要的土地开垦计划也要结束，这已经警示香港必须找到建筑和拆除废料的应用办法，上海每年产生的废渣约2000万吨，其中约800万吨为废弃废弃混凝土，约占渣土总量的40%，我国每年建筑垃圾的产量还没有权威的统计数字，估计数值将达到几十亿吨，随之带来的一系列关于自然资源、能源、环境保护和可持续发展的问题。一方面是自然资源的大量开采，另一方面是大量的建筑垃圾的产生，，为了最大限度减少对自然资源的开采，必须最大限度的增加对建筑垃圾的再生利用。 绿色混凝土，指既能减少对地球环境的负荷，又能与自然生态系统协调共生，为人类构造舒适环境的混凝土材料，即可理解为：节约资源、能源，不破坏环境，更有利于环境。一般说来，绿色混凝土应具有比传统混凝土更高的强度和耐久性，可以实现非再生性资源的可循环使用和有害物质的最低排放，既能减少环境污染，又能与自然生态系统协调共生。 用细掺料代替大量熟料，是GHPC 的发展方向之一。国外对此进行了大量的研究。日本新RC 研究计划对磨细矿渣作了系统研究，在HPC 中可替代熟料50％－80％，流动性、耐久性、长期强度均有提高。日本内川浩用细度6000，8000cm2/ g 的磨细矿渣替代50%熟料，抗压强度分别提高7％—10％与18％—25％。英国斯华美（R.N.S.wamy）用细度 4530、7860、11600 cm2/g 的磨细矿渣替代50%的熟料制得60~110MPa 的HSC/HPC。1985 年以来，加拿大能源矿产部（CAMET）开发了高掺量粉煤灰混凝土（HFCC），粉煤灰占胶凝材的 55%～ 60%（过去仅占25%~30%）[3]。 复合化是建材技术进步的重要途径，复合细掺料与复合外加剂就是范例，其研究思路为超叠加效应，即“l＋2 绝对大于3”。俄罗斯多年来开发低需水量水泥（BHB），如BHB-50 中熟料50％、石英粉25％、磨细矿渣与粉煤灰25％，能配制60－100MPa 的HPC。日本用平均粒径10um 的粉煤灰10％、磨细矿渣30％代替熟料 40％，制成强度更高的HPC，用水量与超塑化剂量还可略微减少[3]。 法国对GHPC 的自收缩（可能引起早期开裂问题）进行了研究。研究发现：以水胶比为0.48 的常规混凝土（49 MPa）代号BO 与水胶比为0.26 的HPC（10%的硅灰，1.8%萘系超塑化剂，115MPa）代号BH 对比，由于水化失水引起的自身收缩率，BH 大于BO 很多，测得试体内部相对湿度（％）降低为：BH 3 个月降低到75％，6 个月到72％，1 年到69％，减量达31％，而BO 6 个月降到95％，只减少5％，1 年为94％，减少6％；但干缩率BH 却低于BO 很多，主要由于HPC 比NC（普通混凝土）密实性与抗渗性高得多，因此6 个月的总收缩率HPC 比NC 低，当掺加优质粉煤灰时更低。HPC 水胶比低水化引起的很大的早期自身收缩会带来混凝土早期开裂问题[4]。 国外学者对HPC 的配合比设计问题也进行了一些研究。美国学者梅培等根据经验，设定HPC 中水泥浆与集料的体积比为35︰65，并对不同强度设定用水量，使选定开始试配的配合比大为简化。再不断调整配比，求得最终配合比。日本学者则有最高用水量的设定：试配强度50－60MPa，为165－175 升/m3；75MPa 为150 升/m3，以后强度每增15Mpa，水量减少10 升/m3[4]。 1.2.2国内研究状况 国内对于GHPC 的开发研制和应用也作了大量的工作，在利用工业废弃物方面取得了可喜的进展。长沙铁道学院的周士琼等[4]人以30%~70%粉煤灰超细粉等量取代水泥，配制出性能优良的C60~C80 绿色高性能混凝土，并研究了绿色高性能混凝土拌和物的性能和力学性能和部分耐久性。结果表明，PFA 复合超细粉的粉体效应赋予混凝土一系列的优良性能：（1）增强﹑减水﹑减小坍落度损失﹑提高耐久性等；（2）大掺量PFAPFA 复合超细粉配制GHPC 是可行的，当等量取代水泥高达50%~70%时，其强度为80~90 MPa；（3）GHPC 的抗冻性大于D100，抗渗性大于S24，90 天干缩率小于500?10-6