建筑材料砂石对混凝土强度的影响研究-开题报告

随着经济和人类文明的进步，各种新兴的建筑材料层出不穷，可是混凝土仍然是当今应用范围最广、用量最大的建筑材料, 我们通常所说的混凝土实际上是对水泥混凝土的简称，混凝土是一种由水泥、骨料、水以及外加剂、掺合料等组成的多相复合材料, 因此材料的性质和用量直接影响其力学特性、工作性、耐久性和经济性。砂石是混凝土的主要组成部分，也成为骨料，砂石的体积占总体积70%左右。由此可见砂石对混凝土的影响起决定性作用，本文重点阐述建筑砂石的含泥量、级配、氯离子含量对混凝土强度的影响。

（一）国内研究现状

混凝土的含泥量是混凝土骨料质量的一项重要衡量标准，含泥过多会导致混凝土所需要的水过多，可能导致配合比偏差，混凝土的流动性、粘聚性和保水性高受到影响，进而影响混凝土的强度，此外过多附着在骨料上的泥浆阻碍水泥与骨料胶结，的充分发展，妨碍水泥的正常水化，甚至由于砂石中的泥土与水泥成分发生化学反应。导致水泥作用降低[2,3]。中华人民共和国国家标准《建设用卵石、碎石》[4]GB/T14685-2011对石子中的含泥量做了明确的规定，规范要求：混凝土中石子的含泥量应不大于1.5%，规范《建设用砂》[5] G B/T14684-2011对砂中含泥量要求天然砂的含泥量应不大于5%。

混凝土中如果还有氯离子Cl-超标，过量的氯离子会与钢筋产生电化学反应，腐蚀钢筋，结构中钢筋受到腐蚀的同时，混凝土的强度也会随着降低[6]。作者[7]做了三组不同配合比的试件，每个试件的混凝土化学成分中氯离子含量不同，试块尺寸为100mmx100mmx100mm，分别在12，16，20，24℃下养护。每批试块分别测试28天、60天、90天 的立方体抗压强度，取两次测定数据的平均值作为最终结果。他得出结论，水灰比越大，总孔隙率越大，氯离子的侵蚀速度与总孔隙率的大小成正比，孔隙率越大氯离子侵蚀速度越快，侵蚀现象越明显，混凝土的强度越低，他同时指出环境的变化氯离子对混凝土强度的影响，干湿循环可以加快氯离子侵蚀。

骨料的颗粒大小, 是以满足混凝土设计标号和最大根度减少水泥用量为准则,级配良好的混凝土可以提高混凝土的强度。作者[8]通过列举工程案例中不同砂石的集配对混凝土强度的影响做了对比分析，通过两组试验对比得出选择一个合适的砂石级配, 就能够可以设计出一个最佳的配合比,也就获得了在最小水泥用量情况下的最大混凝土强度。该研究成果成果在工程中推广使用。

（二）国外研究现状

国外的学者研究砂石含泥量对混凝土强度影响开展较早，Whiting D.教授[9]指出含泥量对混凝土强度影响是非常重要的指标，其通过控制砂石中的粘土含量来分析含泥量对混凝土强度的影响，试验结果表明含砂石中的泥量小于一定值时对混凝土强度的影响不明显，含砂较多时，会引起混凝土强度降低。导致这种现象的原因和机理是粘土过多导致砂表面粘土层，阻碍了砂子与水泥的粘结和水化，粘结力减小，降低了混凝土的强度。

Bentur A [10]做了砂石级配对混凝土强度的影响，如何选用适当的砂石级配配制建筑物中的混凝土, 以适应建筑业的发展。他指出级配越好的骨料，其孔隙率越小，骨料与粘结材料的总接触面积就越大，骨料与水泥的粘结力增加，在外荷载的作用下，因自身材料的粘结作用增强，所以在受荷载作用是混凝土的强度增加，混凝土表面出现裂缝较晚。如果骨料的级配不好会降低了混凝土流动性，同时水泥粘结强度也降低。此外还指出级配好的混凝土强度高，砂石材料的级配好，孔隙率低，可以降低氯离子的渗入，可以阻止氯离子对钢筋的腐蚀，提高混凝土的耐久性和强度。

Gjory O E[11]做了关于氯离子对混凝土强度的试验分析，分析结果表明，氯离子降低混凝土中钢筋的强度，进而引起混凝土过早开裂，导致构件破坏，他同时指出可以在混凝土结构中用FRP新型材料代替钢筋，FRP的自身材料性质决定其抗拉性能好，耐腐蚀，在混凝土结构中，钢筋混凝土只要承受压力，而钢筋受拉，用FRP替代钢筋，恰好利用了FRP的特性，有克服了氯离子对钢筋的腐蚀。

二、^范文提纲

1绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.2.1国内研究现状

1.2.2国外研究现状

1.3 本文的研究内容

2建筑材料砂石对混凝土强度的影响机理

2.1概述

2.2影响的因素

2.2.1砂石的含泥量

2.2.2砂石的级配

2.2.3砂石的氯离子

2.3影响机理

2.3.1含泥量对混凝土强度的影响

2.3.2级配对混凝土强度的影响

2.3.3氯离子对混凝土强度的影响

2.4小结

3混凝土中因砂石造成的事故及注意问题

3.1 工程事故分析

3.2砂石使用时需要注意的问题

4结论和展望

三、参考文献

[1]彭小芹等.土木工程材料[ M] .北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[2] 刘红霞,韩晓虎.砂石含泥量对混凝土工作性及抗压强度的影响[J].价值工程. 2012, 9(2).

[3] 孙向阳.砂石针片状、含泥量对混凝土性能的影响[J].商品混凝土.2014.5(3).

[4]《建设用卵石、碎石》GB/T14685-2011中华人民共和国国家标准.2011.

[5]《建设用砂》GB/T14684-2011.中中华人民共和国国家标准.2011.

[6] 顾晓东,董栋超,袁泽,田美灵.氯离子对混凝土强度及钢筋锈蚀的影响[J].

中国水 运. 2011,11(12).

[7]王晓冬,张鹏,赵铁军.混凝土氯离子渗透性试验方法综述[J].工业建筑, 2005, 37(5).

[8]周丽霞,余耀.砂石颗粒级配对混凝土设计强度的影响. 贵州工业大学学报(自然科学版).2008, 37(4).

[9]Whiting D. RaPid measurement of the chloride permeability of concrete[J]. Publie Roads, 1983, 45(12).

[10]Bentur A, Diamond S, BerkeN S. Steel cormsion in conerete: fundamenials And civil engineering Praetice[M]. London:E&FNSPon, 2013.

[11]Gjory O E. Difusion of chloride ions from seawater into Eonerete[J]. Cement and Conerete Researeh, 2009, 9(2).