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引气水泥混凝土路用性能试验研究

作　者: 陈雷
导　师: 黄云涌
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 引气混凝土正交试验设计配合比设计温度翘曲应力
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

混凝土材料已在道路工程中被广泛应用,但是受温度影响较大,由于温度的变化就产生了一系列的病害,直接影响了道路的使用性能,而泡沫混凝土具有轻质、保温、隔热的性能,这种性能可以改变混凝土受到温度的影响程度,减小混凝土路面病害的发生,因此,有必要对泡沫混凝土进行深入研究。本文从选择材料入手,通过在混凝土中引入气泡研制了一种新型道路材料,主要研究包括以下几个方面:(1)在了解各类外加剂的性质和用途的基础上,结合提高水泥砂浆的抗折强度和收缩的要求,拟定了粉煤灰、三种引气剂(AE2、BT-4006、ZY-99)和三种减水剂(UNF-1萘系高效减水剂、BT-4008、木钙)来制备引气砂浆。通过正交试验的极差分析,得出了各因素及掺量对水泥砂浆的各项性能的影响规律,并对其影响程度进行排序。并应用高倍电子显微镜对不同引气砂浆进行细观观察分析。(2)针对强度高、收缩小的特点,论文选用最大粒径为19mm的骨架密实型结构进行混凝土配合比设计,通过测试混凝土干缩,各因素对强度的影响和导热性能,确定了最佳含气量、水胶比、粉煤灰含量。(3)通过有限元相关理论,在给定边界条件下和不同板长情况下,对引气混凝土路面板养护过程中由于干缩引起的拉应力及温度翘曲应力进行计算和分析。结果表明相同板长情况下引气混凝土的温度翘曲应力小于基准混凝土,而抗折强度却高于基准混凝土的抗折强度。通过本研究,可以达到对引气砂浆和引气(泡沫)混凝土有较充分的认识和理解,为引气混凝土的推广应用提供试验依据,也为公路路面的建设提供一种新的思路。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-20
  1.1 问题提出及研究意义  10-12
  1.2 国内外研究概况  12-16
    1.2.1 国外研究概况  12
    1.2.2 国内研究概况  12-16
  1.3 本文主要研究内容及思路  16-20
第二章原材料及试验方案  20-33
  2.1 原材料  20-28
    2.1.1 水  20
    2.1.2 水泥  20
    2.1.3 粗集料  20-21
    2.1.4 细集料  21
    2.1.5 外加剂的选取  21-28
  2.2 试验方案  28-33
    2.2.1 外加剂与水泥的适应性试验  28
    2.2.2 水泥砂浆及水泥混凝土性能试验  28-33
第三章水泥砂浆试验研究  33-47
  3.1 正交试验方法简介  33-34
  3.2 因素、水平及正交表的选取  34-35
  3.3 正交试验结果与分析  35-41
    3.3.1 抗折、抗压、塑性收缩试验结果  36-37
    3.3.2 抗压、抗折强度试验结果分析  37-39
    3.3.3 塑性收缩试验结果与分析  39-41
  3.4 水泥砂浆收缩与时间的关系  41-43
    3.4.1 塑性收缩与时间的关系  41-42
    3.4.2 干缩与时间的关系  42-43
  3.5 水泥砂浆细观结构试验  43-45
    3.5.1 试验原理  43-44
    3.5.2 试验及结果分析  44-45
  3.6 本章小结  45-47
第四章引气混凝土路用性能研究  47-66
  4.1 引气混凝土的配合比设计研究  47-55
    4.1.1 水泥混凝土组成结构  48-49
    4.1.2 水泥混凝土粗骨料  49-50
    4.1.3 水泥混凝土细骨料  50-51
    4.1.4 水泥混凝土配合比  51-55
  4.4 引气混凝土收缩和强度试验研究  55-59
  4.5 引气混凝土的干缩及导热性能试验研究  59-65
    4.5.1 引气混凝土的干缩性能试验研究  59-60
    4.5.2 引气混凝土的导热性能试验研究  60-65
  4.6 本章小结  65-66
第五章引气混凝土路面应力分析  66-77
  5.1 简述  66
  5.2 引气混凝土温度分布  66
  5.3 热传导分析  66-69
  5.4 初始条件  69
  5.5 边界条件  69-70
  5.6 有限元法  70-71
  5.7 应力分析  71-74
    5.7.1 收缩应力  71-72
    5.7.2 膨胀应力  72
    5.7.3 翘曲应力  72-74
  5.8 计算结果及分析  74-76
  5.9 本章小结  76-77
结论与展望  77-80
参考文献  80-84
致谢  84-85
附录A (攻读学位期间发表论文目录及参加的科研项目)  85

引气水泥混凝土路用性能试验研究

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