1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究背景

二十世纪末期以来，我国土木工程建设高速发展，工程建设从质到量有了巨大的飞跃，其中工程建设中运用最广泛最重要的材料便是混凝土。传统的混凝土是由水泥、石子、砂子和水按照一定比例混合均匀，并凝结硬化后形成的人造石材。由于其原料来源丰富、成本较低、工艺简单、具有良好防火防灾性能而被广泛运用于各种工程中。但传统混凝土存在脆性大、自重大、抗拉性能差等问题，已逐渐不能满足一些工程的技术需要。尤其是二十世纪末以来，随着土木工程行业的发展，对混凝土性能提出了更高的性能要求，促使混凝土朝向更高强度、更高韧性、更高耐久性的方向发展。在科研工作者近几十年的努力下，混凝土行业取得了较多突破，例如自密实混凝土、纤维增强混凝土、高性能混凝土等，其中超高性能混凝土是最具创新力的新型水泥基复合材料之一。

超高性能混凝土（ultra-high performance concrete，简称uhpc）是近年来发展迅速，被定义为抗压强度超过150mpa的一种新型水泥基复合材料。与普通混凝土相比，uhpc具有许多优势：抗压强度至少为150mpa，在蒸气养护条件下可以达到200-400mpa，强度约为普通混凝土的3-5倍；uhpc通常加入钢纤维增强其内部结构，抑制内部裂缝扩散，使得其具有优异的韧性与断裂性能；利用最紧密堆积原理使得uhpc内部具有极其致密的体系，实现了超凡的耐久性能，如几乎无碳化，氯离子渗透和硫酸盐渗透也几乎为零，耐磨性良好等，可大幅度提高工程的使用寿命，减少工程维修次数；在开裂情形下，由于uhpc内存在大量未水化水泥颗粒，使得混凝土具有一定的自修复功能。而大量的工程实践证明，现行的普通混凝土桥梁在实际工程运用中存在经济性、环保性、耐久性等一系列技术难题。因此，结合uhpc特性，超高性能混凝土在桥梁工程中的运用成为国内外学者的研究热点。

然而，虽然uhpc相较普通混凝土具有较大优势，但在桥梁工程运用中依旧存在一些亟待解决问题。比如超高性能混凝土通常使用高剂量的水泥（一般为800-1200kg/m³），且要加入较多的外掺料和外加剂，使得uhpc存在高能耗高成本的问题。因此，研制低能耗低成本的uhpc可大程度上促进其在桥梁工程中的应用。虽然目前国内对uhpc在桥梁的应用研究较多，但依旧存在一些问题，制约了uhpc在桥梁工程中的应用。其中一大制约uhpc在桥梁中应用的因素便是uhpc的能耗与成本，克服了能耗与成本可以大大推进uhpc在桥梁工程以至于其他工程的大量使用；此外虽然国内外对uhpc成本与能耗方面已经作了较多研究，目前已有一些可以参考的生态型超高性能混凝土，而且制备技术也已经基本成熟，但国内还没有典型关于生态型超高性能混凝土在桥梁工程中应用的案例。由此看来，研制一种生态型超高性能混凝土，并尝试将其应用于桥梁中是必要的也是具有突破性的。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容与目标

针对上述提到的生态型超高性能混凝土研究存在的问题，以及铅锌尾矿堆积问题的严峻性，本文拟回收铅锌尾矿取代水泥以制备铅锌尾矿基生态型超高性能混凝土，并将其应用于桥梁中，以评价其在工程应用中的经济性与环保性。具体如下：

（1）回收铅锌尾矿取代水泥，采用maam作为设计理论，设计出铅锌尾矿基生态型超高性能混凝土，对其基本材料性能进行研究分析，同时重点评价超高性能混凝土对铅锌尾矿重金属离子的固结能力以及其对环境的影响，最终确定铅锌尾矿的最优掺量以得到铅锌尾矿基生态型超高性能混凝土配合比。

（2）确定铅锌尾矿生态型超高性能混凝土的材料参数，参照具体的实际工程，进行生态型uhpc简支桥梁截面设计与高跨比设计，并建立uhpc简支梁桥的midas计算模型。

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅文献；熟悉midas建模过程；熟悉毕业论文相关资料；

第3-8周：进行生态型超高性能混凝土设计，进行midas建模；

第9-12周：基于midas模型进行分析评价；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 中华人民共和国交通运输部．jtg d63-2007．公路桥涵地基与基础设计规范[s]．北京：人民交通出版社，2007

[2] 邵旭东．桥梁工程[m]. 第4版．北京：人民交通出版社，2016

[3] 中华人民共和国国家标准化管理委员会、国家质量监督检验检疫总局联合发布．gb/t 31387-2015．活性粉末混凝土 [s]．中国建筑工业出版社，2015