安徽建筑工业学院本科生毕业论文
第四章 技术效益分析
4.1 经济效益分析
由以上试验可以看出，后期强度相当的情况下，经过紧密堆积混凝土配合比设计配置的混凝土比普通混凝土水泥用量要少。
在紧密堆积混凝土配合比设计配置的混凝土，在水泥用量只有271kg的情况下28d强度达到了49.7MPa，而普通混凝土28d强度达到47.4的情况下，水泥用量为413kg。
虽然计算的很粗糙，混凝土成本相差不多，但很明显可看出按紧密堆积配置的混凝土，要普通混凝土要节省水泥。
除了节约水泥，减少了混凝土以外，紧密堆积混凝土，在后期抗压强度上、耐久性上还要远优于普通混凝土。
4.2能源环保效益分析
由于可以节省大量的水泥原料、资源、能源及资金，利用各种具有潜在活性的工业废料开发激活胶凝材料的研究近年来获得了极大的推动力，并日趋为水泥专家所重视，逐渐成为二十一世纪节能低成本、环保水泥研究和开发的战略方向之一[18]。据统计在未来的若干年内，我国的基建规模必将以高于世界平均水平的速度发展，80年代平均年增长10.2%，1990年提高到17.5%，到1997年水泥年产量已达到5.1亿吨，约占世界水泥产量的三分之一。按照这样的发展速度，预计2010年可能超过8亿吨，这个数字相当于当前世界水泥产量的二分之一，约为1950年世界水泥产量的6倍[19]。而问题的另一面是我国一些重要自然资源人均占有率很低，仅为世界平均水平的1/4。煤约为平均值的50%，油为12%。因此，我国必须走资源节约型的国民经济发展道路。而水泥工业的发展，消耗了大量的能源及石灰石、黏土等矿产资源，同时排放了大量的污染物。生产每吨硅酸盐水泥熟料，消耗石灰石约1.3吨，黏土约0.3吨，排放1吨多CO2。现在，水泥工业每年消耗石灰石4亿多吨，黏土l亿多吨，排放3亿多吨CO2，大量的NO2，SO2有害气体，排放粉尘1000万吨以上[20]。水泥的生产是以巨大的能源、
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紧密堆积混凝土配合比模型的建立
资源消耗为代价并造成严重的环境负荷。这对我国及世界的可持续发展极为不利。
本文通过通过试验证明，紧密堆积混凝土具有水泥用量少，强度高，耐久性好的一系列优点。而且掺入矿物掺合物本身就是对资源的合理利用。对我国的环境保护和节约能源由很大帮助。
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第五章 结论
5.1 主要结论
本文通过建立紧密堆积模型为基础,以及应用模型于粉体颗粒体系堆积密度的计算。并且从水泥混凝土的强度构成原理出发，借鉴体积法设计思想，提出粗集料紧密堆积结构组成和紧密堆积型混凝土理念，用振动填充试验方法，分析不同因素对粗集料紧密堆积结构组成的影响，以便于操作、实用可行为原则，提出级配组成设计方法。通过坍落度试验，分析水灰比、砂率、填充比等对紧密堆积型混凝土工作性的影响。对紧密堆积型混凝土的强度特性进行系统试验，分析不同参数与抗压强度的关系，得出关系表达式。综合工作性与强度特性研究成果，提出同时满足工作性与强度要求的紧密堆积型混凝土配合比设计方法。取得了如下主要成果： 1) 建立了紧密堆积模型，并应用于粉体颗粒体系堆积密度的计算，数值化反应混
合料的堆积程度的特点，实验验证了模型的合理性. 建立了密实混凝土中粗骨料、 细骨料、粉煤灰、水和水泥等组分之间的计算关系，利用计算机工具，从而使配制混凝土变得简单易行，易为工程技术人员接受 。
2) 5～20mm与20～31.5mm粗集料紧密堆积，当5～20mm粗骨料掺量为25%左
右时，可达到最紧密堆积。
3) 粉煤灰掺入砂的紧密堆积，当粉煤灰掺量为15%左右时，可达到最紧密堆积。 4) 已级配好的粉煤灰与砂的混合物掺入已级配好的粗集料的紧密堆积，当已级配
的粉煤灰与砂的混合物掺入已级配的粗集料的掺量为50%左右时，可达到最紧密堆积。确定本次紧密堆积混凝土所采用的集料为：5～20mm粗骨料掺入20～31.5mm粗骨料掺量为25%左右，粉煤灰掺砂量为15%，粉煤灰与砂掺石量为50%。
5）紧密堆积混凝土配合比成型的混凝土，其粉煤灰掺量显著增加，而随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的早起强度不如只用水泥的早期强度，但后期28天强度不会相差太大，甚至超过只用水泥的强度。
6）紧密堆积混凝土配合比设计配置的混凝土比普通混凝土水泥用量要少而且在后期抗压强度上、耐久性上还要远优于普通混凝土。
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紧密堆积混凝土配合比模型的建立
5.2需要进一步研究的内容
1应进一步研究关于紧密堆积配置而成的混凝土其他耐久性性能，如收缩变形、抗冻融性能、抗酸性能、抗渗性能等。
2 在设计混凝土配合比的时候应加入高效减水剂，这样有助于混凝土的密实堆积。
3 应进一步对紧密堆积配置而成的混凝土中的孔隙微观性能进行测试，看其孔隙率是否较小。对Ca(OH)2含量和OH浓度进行定量的研究和分析，以综合评价其耐久性是否能够满足要求。
4 加入其它掺合物进行紧密堆积实验，测定其对混凝土性能的影响。
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参考文献
[1]吴红娟.自密实混凝土配合比设计方法研究[D].天津：天津大学，2004. [2]杨帆.低水泥用量混凝土力学及耐久性能试验研究〔D〕，长沙:中南大学，2008. [3]千鹤茂，张萍，单咏.紧密堆积混凝土配合比模型及其技术路线[J].混凝土.2008（7）.
[4]聂晶. 基于可压缩堆积模型的水泥基复合材料性能研究〔D〕，长沙：湖南大学土木工程学院，2008.
[5]张应立.现代混凝土配合比设计手册[M].北京: 人民交通出版社,2002.5.
[6]唐明，邱晴，王博．现代混凝土外加剂及掺合料[M].沈阳：东北大学出版社．1999：194． [7]李淑进，万小梅，赵铁军.粉煤灰高性能混凝土[J].混凝土．2000，No.8：21．
[8]王长瑞，姚少巍，高振国.致密堆积混凝土配合比设计方法研究[J].国外建材科技.2007, 28(5). [9]王爱勤 ,张承志 ,唐明述 .火山灰质材料的填充作用 .混凝土与水泥制品，1995,22.
[10]唐明述．提高重大混凝土工程耐久性对节约资源能源保护环境的重大意义[J]．科学中国人．1999(4).
[11]牛全林 ,冯乃谦 ,杨静 .矿渣超细粉作用机理的探讨.建筑材料报.2002,5. [12]冯乃谦，邢锋.高性能混凝土技术[M].北京：原子能出版社，2000．
[13]刘祥顺．张巨松，刘军等．土木工程材料[M].北京：中国建材工业出版社．2001． [14]湖南大学，天津大学，同济大学，东南大学.土木工程材料[M].中国建筑工业出版社，2002. [15]黄国兴，惠荣炎．混凝土的收缩[M]．北京：中国铁道出版社，1990..
[16]Yang Yang，Ryoichi Sato，Kenji Kawai．Autogenous shrinkage of highstrength concrete containing
silica fume under drying at early ages[J]．Cement and Concrete Research．2005(35)．
[17] P．Kumar Mehta．Durability-Critical Issues for the Future[J]．Concrete International，1997，19(7)． [18]De Garrard F. Ultrafine particle for making very high strength concretes. Cement and Concrete
Research, 1989,19(2).
[19]De Larrard F, Sedran T. Computer-aided mix design: predicting final results. Concrete
International,1996,18(12).
[20]吴中伟，廉慧珍．高性能混凝土[M]，北京：中国铁道出版社，1999.
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紧密堆积混凝土配合比模型的建立
致谢
值此论文完成之际，谨向我尊敬的导师曹菊芳老师致以真诚的敬意与谢意。从实验材料准备、试验验进行到撰写论文的过程中曹老师给予了我热情的帮助、耐心的指导和不停的鼓励。她严谨的治学态度和平易近人的作风，是我终生学习的榜样。曹老师的言传身教，谆谆教诲，将使我受益终生。
感谢胡普华老师、马明贞老师、张高展老师以及安徽建筑工业学院材料与化学工程学院实验室的各位老师，正是有了你们的热心指导与帮助，我的试验才能得以顺利的进行。
感谢杨小敏、刘昭、吴冬、等同学在试验及本文撰写过程中给予了无私帮助。
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