长江下游超细疏浚砂在混凝土中的应用技术研究

以疏浚砂为主要原料制备新型砂性混凝土材料 ，替代普通混凝土制作护面砖或软体排的压载块等 就地就近使用，一方面可以大量利用疏浚砂、有效 使用粉煤灰等工业废渣，减少土地占用，解决固体 废物的二次污染，缓解航道整治工程等对环境的影 响；另一方面可以减少水泥用量，降低工程造价， 具有良好的生态效益和广阔的应用前景。研究成果 对“推动绿色水运、建设生态航道”具有重要意义 。通过现场调查、室内试验和理论分析等手段开展 研究，该项目的主要研究内容为： （1）建立疏浚砂砂性混凝土与性能经时变化规 律与定量关系，得到符合水工要求的疏浚砂砂性混 凝土配合比。针对疏浚砂含泥量较高及细度模数较 低的特点，明确含泥量及细度对疏浚砂砂性混凝土 拌合物性能和强度影响的定量关系。 （2）通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD ）和孔结构（MIP）等微观分析手段，从内部微结构 角度进一步优化配合比，提出提高疏浚砂砂性混凝 土力学和耐久性的措施和方法。 （3）从实验和理论计算两个方面分别提出疏浚 砂砂性混凝土的组成设计原则及方法。 （4）与同等性能的普通混凝土比较，从技术性 能和经济指标两方面进行经济分析与评价，为新型 疏浚砂性混凝土利用技术的推广应用奠定基础。 （5）针对超细砂颗粒形态特征的研究，将多个 参数耦合为综合形态特征参数。研究定义一种考虑 多个参数的的综合形状系数，实现对不同细集料颗 粒的形态特征、不同种类细集料颗粒群的整体形态 特征的综合评价。 （6）针对静停时间对疏浚超细砂浆的强度影响 展开研究，并且采用CT技术分析砂浆的微观孔隙结 构的特征差异，分析强度与孔隙结构分布的关系， 以期为蒸养机制下超细疏浚砂浆抗压强度评估提供 理论参考。 （7）针对不同疏浚砂替代率下疏浚砂砂浆复合 材料性能的变化规律，分析DS在富矿粉和富粉煤灰 两种不同胶凝体系下对砂浆的影响。 （8）使用多目标同时优化技术来调整混凝土中 的砂率。以最大化利用疏浚砂的条件下获得可接受 的工作性和力学性能为目标，研究最大化利用疏浚 砂的水工混凝土配合比优化方法。 （9）为探讨疏浚砂混凝土在实际工程中的利用 ，研究超细疏浚砂对水工混凝土静态和动态力学性 能的影响。

1 绪论 1.1 研究背景及意义 1.2 研究现状 1.2.1 水运工程疏浚砂研究现状 1.2.2 新型砂性混凝土研究进展 1.2.3 矿物填料的使用现状 1.2.4 疏浚砂掺量对混凝土性能的影响 1.3 本书主要研究工作与研究方法 2 疏浚砂特性分析及形态结构特征研究 2.1 疏浚砂特性分析 2.2 疏浚砂形态结构特征研究 2.2.1 样本制作与图像处理 2.2.2 形态特征参数 2.2.3 分形维数 2.3 本章小结 3 砂性混凝土配合比设计及性能检测 3.1 水胶比对砂性混凝土力学性能的影响 3.1.1 粉煤灰为填料时水胶比对砂性混凝土力学性能的影响 3.1.2 矿粉为填料时水胶比对砂性混凝土力学性能的影响 3.2 填料掺量对砂性混凝土力学性能的影响 3.2.1 粉煤灰填料掺量的影响 3.2.2 矿粉作为填料掺量对砂性混凝土力学性能的影响 3.3 含泥量对砂性混凝土性能的影响 3.4 疏浚砂砂性混凝土物理及耐久性能 3.4.1 表观密度 3.4.2 流动度、凝结时间和泌水性 3.4.3 抗侵蚀性和抗冲磨性能 3.5 本章小结 4 砂性混凝土组成设计原则与方法 4.1 微观分析及优化研究 4.1.1 微观机理分析 4.1.2 微观形貌分析 4.1.3 孔隙大小分布和孔隙度 4.2 超细砂混凝土配合比设计原则及方法 4.3 砂性混凝土组成设计原则及方法 4.3.1 混凝土配合比设计相关理论 4.3.2 致密堆积混凝土配合比设计 4.3.3 砂性混凝土配合比设计相关研究 4.4 本章小结 5 砂性混凝土制备工艺研究 5.1 实验室制备工艺研究 5.1.1 原料添加顺序对砂性混凝土强度的影响 5.1.2 搅拌速率对砂性混凝土强度的影响 5.1.3 加水方式对砂性混凝土强度的影响 5.1.4 振动条件对砂性混凝土强度的影响 5.2 现场应用 5.2.1 试验原材料及仪器设备 5.2.2 工艺流程与试样检测 5.3 半干法压制成型制备砂性混凝土 5.4 本章小结