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道路混凝土早期收缩及开裂性能研究

作　者: 张哲
导　师: 申爱琴
学　校: 长安大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 道路水泥混凝土早期收缩塑性收缩干燥收缩自收缩开裂能力预测模型性能评价
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

道路混凝土的收缩及抗裂性是路面的重要性能之一,它影响着道路混凝土的耐久性及使用寿命。为此,国内外学者对其进行了广泛而深入地研究,探索了混凝土材料组成与收缩性能的关系,但迫于缺乏与之相关的标准试验方法,研究成果很难指导工程实践。本论文旨在通过研究混凝土材料组成与收缩性能的关系,将材料组成设计与混凝土的收缩性能联系起来,为道路混凝土配合比设计的科学化和准确化提供依据。本研究在深入理论分析的基础上,首先对影响道路混凝土收缩性能的主要因素进行了相关研究与试验测试,分析了不同因素作用下混凝土各种早期收缩的变化规律;其后,根据材料组成与混凝土各类收缩之间的关系研究,探索并推荐了材料组成设计参数的使用范围,为道路混凝土材料组成设计提供了基础数据;最后,基于调查研究及分析,并综合大量室内试验数据建立了道路混凝土早期收缩预测模型,旨在通过道路混凝土的材料组成预测其早期收缩的大小,为道路混凝土结构抗开裂能力的评判提供依据。本研究属于国家西部交通项目“道路水泥混凝土组成设计”的子项目研究内容,研究成果不仅对道路水泥混凝土材料组成及结构的抗裂设计具有重要的指导作用,而且为混凝土收缩与开裂性能的进一步深入研究奠定了基础,具有重要的理论意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-19
  1.1 项目背景  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-15
    1.2.1 混凝土早期收缩变形研究  11-13
    1.2.2 混凝土早期开裂研究  13-14
    1.2.3 相关研究总结与分析  14-15
  1.3 项目必要性  15-17
  1.4 主要研究内容  17-19
第二章道路混凝土早期收缩分类与评析  19-27
  2.1 早期收缩类型  19-22
    2.1.1 塑性收缩  20
    2.1.2 自收缩  20-21
    2.1.3 干燥收缩  21
    2.1.4 温度收缩  21-22
    2.1.5 碳化收缩  22
  2.2 混凝土收缩机理  22-24
    2.2.1 毛细管张力理论  22-23
    2.2.2 拆开压力理论  23
    2.2.3 表面自由能理论  23-24
    2.2.4 层间水散失理论  24
  2.3 道路混凝土早期收缩时间讨论及影响因素评析  24-27
    2.3.1 早期收缩时间  24
    2.3.2 材料属性与组成  24-26
    2.3.3 外界条件  26-27
第三章研究方案、试验方法及原材料技术性质  27-35
  3.1 研究方案和技术路线  27-28
  3.2 原材料技术性质  28-30
  3.3 早期收缩测试方法  30-35
    3.3.1 塑性收缩  30-32
    3.3.2 自收缩  32-33
    3.3.3 早期干燥收缩  33-35
第四章道路混凝土早期干燥收缩性能研究  35-44
  4.1 概述  35-36
  4.2 砂浆性能参数  36
  4.3 砂浆体积参数  36-38
    4.3.1 用水量  37
    4.3.2 水泥用量  37-38
  4.4 集料体积参数  38-40
    4.4.1 集料体积分量  38-39
    4.4.2 粗集料体积分量  39-40
  4.5 外加剂  40-42
    4.5.1 高效减水剂  40-41
    4.5.2 引气剂  41-42
  4.6 本章小结  42-44
第五章道路混凝土塑性收缩性能研究  44-52
  5.1 水泥浆性能参数  44-45
  5.2 砂浆体积参数  45-47
    5.2.1 用水量  45-46
    5.2.2 水泥用量  46-47
  5.3 集料体积参数  47-49
    5.3.1 集料体积含量  47-48
    5.3.2 粗细集料体积比  48-49
  5.4 外加剂  49-50
  5.5 本章小结  50-52
第六章道路混凝土自收缩性能研究  52-58
  6.1 水泥浆性能参数  52-54
  6.2 集料体积参数  54-56
    6.2.1 集料体积含量  54-55
    6.2.2 粗细集料体积比  55-56
  6.3 高效减水剂  56-57
  6.4 本章小结  57-58
第七章道路混凝土早期开裂评判与机理分析  58-70
  7.1 统计回归分析方法在混凝土收缩预测中的应用  58
  7.2 道路混凝土早期收缩抗裂评价方法  58-63
    7.2.1 早期收缩应力分析  58-59
    7.2.2 收缩与开裂相关性  59-60
    7.2.3 早期收缩预测模型  60-62
    7.2.4 评价算例与结果分析  62-63
  7.3 机理分析  63-69
    7.3.1 混凝土材料组成  63-65
    7.3.2 混凝土孔结构  65-68
    7.3.3 环境与时间因素  68-69
  7.4 本章小结  69-70
第八章基于抗裂性道路混凝土材料组成设计  70-82
  8.1 道路混凝土抗裂性设计原则  70-71
  8.2 收缩抗裂性和其它路用性能的协调性分析  71-76
    8.2.1 收缩性能与强度  71-73
    8.2.2 收缩性能与耐久性  73-74
    8.2.3 总结与评析  74-76
  8.3 基于气候分区与荷载等级的抗裂性设计准则  76-79
    8.3.1 气候分区与荷载等级的划分  76-77
    8.3.2 原材料选择与控制原则  77-78
    8.3.3 材料组分设计原则  78-79
  8.4 施工控制指南  79-80
    8.4.1 环境参数  79
    8.4.2 施工工艺  79
    8.4.3 养护方法  79-80
  8.5 本章小结  80-82
第九章结论与建议  82-85
  9.1 主要结论  82-84
  9.2 下一步研究及建议  84-85
参考文献  85-90
致谢  90

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