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再生混凝土耐磨性能研究

作　者: 彭松枭
导　师: 尹健
学　校: 中南大学
专　业: 土木工程材料
关键词: 再生粗骨料再生混凝土耐磨性能规律预测
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

将再生粗骨料应用于混凝土路面,扩大废弃混凝土再利用的范围,具有十分重要的意义。和天然粗骨料混凝土相比,再生混凝土耐磨性能较差,这也成为推广再生混凝土应用的制约因素之一,而国内外关于再生混凝土耐磨性能的研究又鲜见报道。鉴于此,本文较系统地研究了再生混凝土的耐磨性能,主要研究内容与结论如下:1、对再生粗骨料的基本性能进行了研究。和天然粗骨料相比,再生粗骨料组成成份复杂,且具有密度小、空隙率大、吸水快、吸水率大、压碎指标值大、含泥量大及坚固性低等特点。根据国家标准(GB/T14685—2001)和相关再生粗骨料质量标准,本文试验所用再生粗骨料能够满足标准对其基本性能的要求,该再生粗骨料可用以配制素混凝土及钢筋混凝土。2、研究了原材料组成因素对再生混凝土耐磨性能的影响规律。再生粗骨料取代率低于40%,再生混凝土的耐磨性能与天然粗骨料混凝土差异较小,再生粗骨料取代率大于40%,随着取代率增加,再生混凝土的磨损量增加,耐磨性能降低;水胶比增大,降低了再生混凝土的强度,其耐磨性能也随之降低;再生粗骨料的最大粒径为26.5mm时,试验所配制的再生混凝土的耐磨性能最好;再生混凝土强度变化不大时,随着胶凝材料总用量增加、砂率增大,其磨损量增加,耐磨性能降低。3、研究了再生混凝土的耐磨性能与强度之间的关系。再生混凝土的耐磨性能(单位面积磨损量)与其抗压强度呈二次抛物线关系,与其抗折强度呈指数关系;与抗折强度相比,抗压强度更能反映再生混凝土的耐磨性能。4、对影响再生混凝土耐磨性能的原材料组成因素进行了关联分析。与再生粗骨料取代率相比,水胶比对再生混凝土的耐磨性能影响较大;再生混凝土强度变化不大时,胶凝材料总用量对再生混凝土耐磨性能的影响较砂率大。5、探讨了提高再生混凝土耐磨性能的技术途径。利用机械强化结合化学强化的方法处理再生粗骨料、利用矿物掺合料技术、掺入钢纤维或聚丙烯纤维和采取合理的施工工艺都能达到提高再生混凝土耐磨性能的目的。6、利用机械强化结合聚合物(PVA)浸泡的方法处理再生粗骨料,再生混凝土的耐磨性能有较明显的改善;从提高再生混凝土28d龄期耐磨性能的效果来看,粉煤灰、矿渣和硅灰三掺＞粉煤灰与矿渣双掺＞粉煤灰单掺,粉煤灰、矿渣和硅灰三掺优选掺量为:FA掺10%、SG掺15%、SF掺6%,粉煤灰与矿渣双掺优选掺量为:FA掺16%、SG掺4%,粉煤灰单掺优选掺量为30%;建议提高再生混凝土耐磨性能的钢纤维体积掺量为1.5%,聚丙烯纤维掺量为1.0kg/m~3:采用二次搅拌工艺或对再生混凝土进行抹面处理,都能一定程度上提高再生混凝土的耐磨性能。7、利用灰色理论,建立了再生混凝土7d龄期和28d龄期耐磨性能的GM(1,1)预测模型,经检验,模型预测精度良好,可用于再生混凝土耐磨性能的预测。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-22
  1.1 课题的提出及意义  11-12
  1.2 国内外再生混凝土技术发展概述  12-15
    1.2.1 国外再生混凝土技术发展概述  12-14
    1.2.2 国内再生混凝土技术发展概述  14-15
  1.3 国内外混凝土耐磨性能研究概况  15-21
    1.3.1 磨损理论的研究与发展  15
    1.3.2 混凝土耐磨性能试验方法与评价标准研究  15-18
    1.3.3 普通混凝土耐磨性能国内外研究概况  18-20
    1.3.4 再生混凝土耐磨性能国内外研究概况  20-21
  1.4 本文主要研究内容  21-22
第二章再生粗骨料基本性能研究  22-33
  2.1 原材料与试验方法  22-23
  2.2 再生粗骨料基本性能研究  23-29
    2.2.1 级配  23-25
    2.2.2 密度  25
    2.2.3 空隙率  25
    2.2.4 含泥量  25-26
    2.2.5 粒形  26
    2.2.6 压碎指标  26-27
    2.2.7 吸水率  27-28
    2.2.8 坚固性  28
    2.2.9 再生粗骨料成分分析  28-29
    2.2.10 砂浆附着量  29
  2.3 再生粗骨料质量标准  29-31
  2.4 本章小结  31-33
第三章再生混凝土耐磨性能影响因素及规律研究  33-47
  3.1 路面混凝土磨损机理  33-35
  3.2 再生混凝土耐磨性能影响因素及规律研究  35-43
    3.2.1 试验简介  35-37
      3.2.1.1 试验原材料  35-36
      3.2.1.2 试验方案  36-37
    3.2.2 再生混凝土耐磨性能试验结果分析  37-43
      3.2.2.1 再生粗骨料取代率对再生混凝土耐磨性能的影响  37-38
      3.2.2.2 水胶比对再生混凝土耐磨性能的影响  38-39
      3.2.2.3 砂率对再生混凝土耐磨性能的影响  39-40
      3.2.2.4 胶凝材料总用量对再生混凝土耐磨性能的影响  40-41
      3.2.2.5 再生粗骨料最大粒径对再生混凝土耐磨性能的影响  41-42
      3.2.2.6 再生混凝土耐磨性能与强度之间的关系  42-43
  3.3 再生混凝土耐磨性能影响因素的关联分析  43-45
    3.3.1 灰色关联分析过程  43-44
    3.3.2 数列选取与关联度计算  44-45
  3.4 本章小结  45-47
第四章提高再生混凝土耐磨性能技术途径研究  47-68
  4.1 再生粗骨料强化对再生混凝土耐磨性能的影响  47-51
    4.1.1 强化方法  47-49
    4.1.2 试验结果与分析讨论  49-51
  4.2 矿物掺合料对再生混凝土耐磨性能的影响  51-61
    4.2.1 原材料  51
    4.2.2 粉煤灰单掺对再生混凝土耐磨性能的影响  51-53
    4.2.3 粉煤灰和矿渣双掺对再生混凝土耐磨性能的影响  53-55
      4.2.3.1 粉煤灰与矿渣双掺配比对再生混凝土耐磨性能的影响  54
      4.2.3.2 粉煤灰与矿渣双掺掺量对再生混凝土耐磨性能的影响  54-55
    4.2.4 粉煤灰、矿渣和硅灰三掺对再生混凝土耐磨性能的影响  55-57
      4.2.4.1 试验设计  55-56
      4.2.4.2 试验结果分析  56-57
    4.2.5 矿物掺合料对再生混凝土耐磨性能的影响机理分析  57-61
      4.2.5.1 粉煤灰、矿渣和硅灰在水泥基混凝土中的主要作用机理  57-59
      4.2.5.2 粉煤灰、矿渣和硅灰对再生混凝土耐磨性能的影响机理  59-61
  4.3 纤维再生混凝土耐磨性能研究  61-65
    4.3.1 试验分析与结果  61-64
    4.3.2 纤维对再生混凝土耐磨性能的影响机理分析  64-65
  4.4 施工工艺对再生混凝土耐磨性能的影响研究  65-66
  4.5 本章小结  66-68
第五章再生混凝土耐磨性能的灰色预测模型  68-78
  5.1 灰色系统基本理论  68-71
    5.1.1 建模步骤  69-70
    5.1.2 GM(1，1)模型的建立  70
    5.1.3 模型检验及分析  70-71
  5.2 再生混凝土7天龄期耐磨性能的灰色预测模型  71-74
    5.2.1 GM(1，1)模型的建立  71-72
    5.2.2 模型检验及分析  72-74
  5.3 再生混凝土28天龄期耐磨性能的灰色预测模型  74-75
    5.3.1 GM(1，1)模型的建立  74-75
    5.3.2 模型检验及分析  75
  5.4 再生混凝土路面磨损寿命的预测方法探讨  75-76
  5.5 本章小结  76-78
第六章结论  78-80
参考文献  80-86
致谢  86-87
攻读硕士学位期间参与科研及发表论文情况  87

再生混凝土耐磨性能研究

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