轻质高强煤矸石泡沫混凝土的研究的任务书.docx

轻质高强煤矸石泡沫混凝土的研究的任务书
一、选题背景及意义
随着我国工业化和城市化的不断发展，大量的煤矸石沉积在国土之中，造成的环境污染、安全隐患等问题日益凸显。因此，对煤矸石的综合利用越来越被人们所重视，其中，煤矸石泡沫混凝土被广泛应用于建筑、路桥、排水、隔音等领域，成为煤矸石资源的重要利用方式之一。
传统的混凝土较为重，而煤矸石泡沫混凝土的主要特点是轻质、高强。其中，泡沫混凝土是一种以水泥、沙子、水和发泡剂为基础材料，制成在水泥基质中分散良好的气泡物，由于其泡孔结构的优异性能，使其具有丰富的应用前景。
因此，本研究旨在分析煤矸石的性能，并将其加入泡沫混凝土中进行混合，最终探索出一种轻质高强的煤矸石泡沫混凝土材料，为节能减排和资源化利用做出贡献。
二、研究内容
本研究将采用文献调研、实验室测试及数值分析等方法，主要研究内容如下：
1.煤矸石性质分析，包括其化学成分、物理性质、力学性能等方面。
2.泡沫混凝土原理研究，介绍其发泡剂的种类、控制泡孔大小的方法以及其它常见工艺。
3.基于以上两方面研究，分别进行煤矸石泡沫混凝土材料的试验研究，探究煤矸石含量对泡沫混凝土性能的影响、泡沫混凝土性能参数、强度和抗压性等性能指标。
4.运用有限元软件进行泡沫混凝土结构数值模拟分析，分析煤矸石泡沫混凝土的结构稳定性和抗震性。
5.对初始设计参数进行修正，并将其推广应用于工程实践中，提高资源的利用效率和经济效益。
三、研究时间表
|任务|完成时间|
|----|--------|
|论文选题|2019年6月|
|文献调研|2019年7月-8月|
|实验室试验|2019年9月-10月|
|数值模拟分析|2019年11月-12月|
|论文编写|2020年1月-3月|
|论文修改|2020年4月-5月|
四、研究条件及保障
本研究所需的实验材料、设备、试验场地等条件主要在所附院校和研究所内得到满足。同时，本研究还需要相关专业人员提供技术支持，并有必要的经费保障。
五、预期结果
煤矸石泡沫混凝土的研究成果有望实现下列结果：
1.煤矸石特性分析及泡沫混凝土原理研究的结果，开拓对该类材料的认识。
2.试验研究得出煤矸石泡沫混凝土性能指标的实验结果，为后续工程应用提供技术指导。
3.数值模拟研究能够对煤矸石泡沫混凝土结构和力学性能进行客观、准确的评估，对该类材料的推广应用具有重要的价值。
4.本论文预期成果可以促进煤矸石的综合利用，并推广应用于工程实践中，提高资源的利用效率和经济效益。
六、研究难点
1.实验条件复杂，实验内容较多，需要时间和资金的投入。
2.煤矸石的性质分析和泡沫混凝土原理研究需要专业的知识技能支持。
3.煤矸石与泡沫混凝土的材料结合需要经过多次实验确定配比比例，并对其性能进行充分的试验研究。
4.数值模拟因为其计算量大、计算方法许多，存在参数模拟不准确等问题，需要经过精细化的数值分析。
七、参考文献
1.肖礼维.泡沫混凝土结构设计[M].北京：中国计划出版社，2011.
2.刘昆,刘欣怡.煤矸石资源化利用技术的应用分析[J].动力工程，2017(2):40-42.
3.吴磊.煤矸石与泡沫混凝土的耐久性研究[D].大同：山西大学，2018.
4.邹阳.泡沫混凝土制备新工艺研究[D].北京：清华大学，2015.
5.薛恒林.煤矸石泡沫混凝土的材料力学性能与相应理论研究[D].西安：西安交通大学，2017.