人工砂清水混凝土的研究及其外观质量评定
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摘要
本论文结合重庆地区材料特点,对人工砂清水混凝土的各项性能进行了研究,并探讨了基于图像处理技术的混凝土外观质量评定方法,主要内容和成果包括:
(1)通过室内试验,研究机制砂含粉量与机制砂颗粒级配(包括0.15mm以上和0.15mm以下颗粒)、砂率、机制砂岩性、掺合料以及混合砂合成级配等因素对人工砂清水混凝土拌合物工作性能和强度的影响。研究表明:对于混凝土拌合物工作性而言,不同的颗粒级配机制砂配制的混凝土有不同最佳含粉量和最佳砂率;含粉量在18%以内,混凝土的强度随含粉量的增加而逐渐增大,其中含粉量为12%和18%机制砂配制的混凝土强度均比天然中砂混凝土高;对机制砂级配和石粉在混凝土中作用机理分析表明,其主要有级配咬合效应、润滑作用、晶核作用、活性效应、填充作用以及吸水效应;不同岩性机制砂配制的混凝土工作性和强度均有一定的差别;加入适量的矿物掺合料有利用改善混凝土的工作性;不同合成级配混合砂配制的混凝土工作性有较大差别,有一个最佳合成级配。
(2)进行了人工砂清水混凝土体积稳定性与耐久性试验。研究表明:机制砂含粉量在24%以内,对于级配相同机制砂配制的混凝土,其含量越高抗渗性能性能越好;相同条件下,级配良好的人工砂清水混凝土体积稳定性及耐久性更好;人工砂清水混凝土的收缩、徐变、静弹性模量、耐急热急冷等性能及外观质量与天然中砂清水混凝土差别不大,部分性能甚至更优。
(3)总结出人工砂在清水混凝土中应用的选材原则;提出了人工砂清水混凝土配合比设计方法;通过大量的试验数据分析,提出了适合重庆地区混合砂清水混凝土鲍罗米(Bolomey)公式回归系数:αa=0.43,αb=0.12。
(4)通过人工砂清水混凝土样板构件的浇筑试验,分析其外观质量应用效果及其存在的主要外观缺陷,有针对性的提出了混凝土施工工艺控制原则,成功将人工砂清水混凝土应用于实体工程,并且应用达到了表里如一、内外兼修的效果。
(5)以VB.NET为软件开发平台,建立了基于图像处理技术的普通混凝土及清水混凝土外观质量缺陷分析及等级评定系统,实现了分析与评定的快捷、公正与统一。
其中,结合人工砂级配与含粉量研究人工砂清水混凝土的各项性能及配制技术,提出了适合重庆地区混合砂清水混凝土配合比设计鲍罗米公式的回归系数,利用VB.NET图像处理技术分析和评定混凝土外观质量等级是本文的创新点。
The performances of the manufactured sand fair-faced concrete(MSFC) are studied by using the materials of Chongqing, and a new method that could recognize and and evaluate the quality of concrete apparent with digital image processing technology is also studied .The main research contents and achievements of this paper are:
(1)Based on the preparation and performance tests, the effect of stone powder contained in sand,content of sand grading (both below 0.15mm and above 0.15mm), sand ratio, properties of machine-made sand, mineral admixture and different fineness nodulus of mixed sand on the workability and strength of MSFC is studied . It shows that the content of stone powder and optimal sand ratio with diverse sand grading is different, as far as the workability is concerned. The strength of concrete with bad workability is lower, and it’s proved that the higher content of stone powder within the limit than 18%,the higher of the concrete strength. The strength of concrete made by machine-made sand with 12% and 18% stone powder is better than nature medium concrete. It is believed that the effects of occluding, lubricating, nuclei, activity, filling, sopping of machine-made sand would improve the performances of concrete through the acting mechanism analysis.The test results show that the the workability and strength of MSFC made by machine-made sand crashed from different rock has a little difference.The mineral admixture improvs the workability of concrete. Through the different mixed sand grading test, it’s known that fair-face concrete with excellent performance could be made by using mixed sand as fine aggregate.
(2) The volume stability and durability of MSFC made by manufactured sand instead of natural medium sand is studied in this part.It’s proved that the higher content of stone powder within the limit than 24%, the better of impermeability. And the volume stability and durability of MSFC which is made by well grading sand is slim better than others. The performance of compressive modulus of elasticity, drying shrinkages, resistance to high temperature of MSFC is the same perfect as natural medium sand fair-faced concrete, part of then is better.
(3)Principles for manufactured sand choice in fair-faced and the mix proportion disign mothods of MSFC are studied. Based on the tests in laboratory on the concrete composed of mixed sand,the relationship between the strength of concrete and the cement to water ratio is analyzed by the method of liner regression and the coeficient values ofαaandαbare determined respective,the result is:αa=0.43,αb=0.12 .
(4)According to casting sample component test, the apparent quality and the defects of concrete apparent are discussed, and practical project that made by MSFC is successful with perfect performance and apparent quality.
(5)A new method that could recognize and account the quantity of the defects and evaluate the quality of concrete apparent with digital image processing technology based on VB.NET software is studied. It is an impersonal, impartial and uniform remark system, and different repairing actions should be taken according to the assessing results.
There are three innovative aspects in this paper: the first one is using MSFC in the practical project successful by studying the performance of MSFC made by different grading and different stone powder of manufactured sand. Secondly, coeficient values ofαaandαb in Bolomey formula of mixed face-faced concrete mix proportion design in Chongqing are studied. The last one is that digital image processing technology system could recognize and account the quantity of the defects, evaluate the apparent quality.
(1)通过室内试验,研究机制砂含粉量与机制砂颗粒级配(包括0.15mm以上和0.15mm以下颗粒)、砂率、机制砂岩性、掺合料以及混合砂合成级配等因素对人工砂清水混凝土拌合物工作性能和强度的影响。研究表明:对于混凝土拌合物工作性而言,不同的颗粒级配机制砂配制的混凝土有不同最佳含粉量和最佳砂率;含粉量在18%以内,混凝土的强度随含粉量的增加而逐渐增大,其中含粉量为12%和18%机制砂配制的混凝土强度均比天然中砂混凝土高;对机制砂级配和石粉在混凝土中作用机理分析表明,其主要有级配咬合效应、润滑作用、晶核作用、活性效应、填充作用以及吸水效应;不同岩性机制砂配制的混凝土工作性和强度均有一定的差别;加入适量的矿物掺合料有利用改善混凝土的工作性;不同合成级配混合砂配制的混凝土工作性有较大差别,有一个最佳合成级配。
(2)进行了人工砂清水混凝土体积稳定性与耐久性试验。研究表明:机制砂含粉量在24%以内,对于级配相同机制砂配制的混凝土,其含量越高抗渗性能性能越好;相同条件下,级配良好的人工砂清水混凝土体积稳定性及耐久性更好;人工砂清水混凝土的收缩、徐变、静弹性模量、耐急热急冷等性能及外观质量与天然中砂清水混凝土差别不大,部分性能甚至更优。
(3)总结出人工砂在清水混凝土中应用的选材原则;提出了人工砂清水混凝土配合比设计方法;通过大量的试验数据分析,提出了适合重庆地区混合砂清水混凝土鲍罗米(Bolomey)公式回归系数:αa=0.43,αb=0.12。
(4)通过人工砂清水混凝土样板构件的浇筑试验,分析其外观质量应用效果及其存在的主要外观缺陷,有针对性的提出了混凝土施工工艺控制原则,成功将人工砂清水混凝土应用于实体工程,并且应用达到了表里如一、内外兼修的效果。
(5)以VB.NET为软件开发平台,建立了基于图像处理技术的普通混凝土及清水混凝土外观质量缺陷分析及等级评定系统,实现了分析与评定的快捷、公正与统一。
其中,结合人工砂级配与含粉量研究人工砂清水混凝土的各项性能及配制技术,提出了适合重庆地区混合砂清水混凝土配合比设计鲍罗米公式的回归系数,利用VB.NET图像处理技术分析和评定混凝土外观质量等级是本文的创新点。
The performances of the manufactured sand fair-faced concrete(MSFC) are studied by using the materials of Chongqing, and a new method that could recognize and and evaluate the quality of concrete apparent with digital image processing technology is also studied .The main research contents and achievements of this paper are:
(1)Based on the preparation and performance tests, the effect of stone powder contained in sand,content of sand grading (both below 0.15mm and above 0.15mm), sand ratio, properties of machine-made sand, mineral admixture and different fineness nodulus of mixed sand on the workability and strength of MSFC is studied . It shows that the content of stone powder and optimal sand ratio with diverse sand grading is different, as far as the workability is concerned. The strength of concrete with bad workability is lower, and it’s proved that the higher content of stone powder within the limit than 18%,the higher of the concrete strength. The strength of concrete made by machine-made sand with 12% and 18% stone powder is better than nature medium concrete. It is believed that the effects of occluding, lubricating, nuclei, activity, filling, sopping of machine-made sand would improve the performances of concrete through the acting mechanism analysis.The test results show that the the workability and strength of MSFC made by machine-made sand crashed from different rock has a little difference.The mineral admixture improvs the workability of concrete. Through the different mixed sand grading test, it’s known that fair-face concrete with excellent performance could be made by using mixed sand as fine aggregate.
(2) The volume stability and durability of MSFC made by manufactured sand instead of natural medium sand is studied in this part.It’s proved that the higher content of stone powder within the limit than 24%, the better of impermeability. And the volume stability and durability of MSFC which is made by well grading sand is slim better than others. The performance of compressive modulus of elasticity, drying shrinkages, resistance to high temperature of MSFC is the same perfect as natural medium sand fair-faced concrete, part of then is better.
(3)Principles for manufactured sand choice in fair-faced and the mix proportion disign mothods of MSFC are studied. Based on the tests in laboratory on the concrete composed of mixed sand,the relationship between the strength of concrete and the cement to water ratio is analyzed by the method of liner regression and the coeficient values ofαaandαbare determined respective,the result is:αa=0.43,αb=0.12 .
(4)According to casting sample component test, the apparent quality and the defects of concrete apparent are discussed, and practical project that made by MSFC is successful with perfect performance and apparent quality.
(5)A new method that could recognize and account the quantity of the defects and evaluate the quality of concrete apparent with digital image processing technology based on VB.NET software is studied. It is an impersonal, impartial and uniform remark system, and different repairing actions should be taken according to the assessing results.
There are three innovative aspects in this paper: the first one is using MSFC in the practical project successful by studying the performance of MSFC made by different grading and different stone powder of manufactured sand. Secondly, coeficient values ofαaandαb in Bolomey formula of mixed face-faced concrete mix proportion design in Chongqing are studied. The last one is that digital image processing technology system could recognize and account the quantity of the defects, evaluate the apparent quality.
引文
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