高掺量磨细矿渣高性能路面混凝土研究
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摘要
吉林省位于我国东北部,属东部温润季冻区,在此地区的水泥混凝土路面不仅承受着严重的汽车超载问题,还经受着此地区夏季多雨,春冬季冻融以及昼夜温差大等不利气候状况的影响,因此本地区水泥混凝土路面破坏严重。本论文依托吉林省吉林—珲春一级公路科研项目的阶段成果,首次在东北地区开展了掺磨细矿渣的高性能路面混凝土(HPPC)研究。
论文首先对吉林地区水泥混凝土路面病害进行了调查,分析确定该地区路面水泥混凝土材料的改性方向。通过前期的原材料比选试验,确定了高性能混凝土的各项原材料以及磨细矿渣种类。本研究以普通混凝土设计方法为基础,参考高性能路面混凝土各方面性能要求,通过正交均匀试验设计高性能路面混凝土配合比。在确定HPPC配合比后,通过抗折及抗压强度、静弹性模量与动弹性模量、应力—挠度试验以及养生试验等研究了高性能混凝土的力学性能,并通过耐磨性、抗渗性、抗冻性、收缩性以及抗疲劳性等耐久性试验对配合比进行验证,最终得出高性能混凝土的最佳配合比。本论文还借助SEM、压汞测孔这些现代物相分析技术研究掺磨细矿渣的高性能路面混凝土的微观机理,揭示了微观结构与宏观性能之间的内在联系。
Jilin province located in southeast part of China, it belongs to the east moist seasonally frozen region. In this region, the cement concrete pavement not only endures the serious vehicle overload, but also is affected by rain fall in summer, freezing-thaw cycles in spring and winter and diurnal difference in temperature, therefore, this region cement concrete pavements are destroyed seriously. This paper experiment on the HPPC with fine slag in southeast area firstly by the system research.The paper investigates the disease of the cement concrete road of Jilin firstly, confirming the direction of pavement cement concrete material modification in this region. By original material comparing experiment, it confirms the various original materials of the high performance concrete and fine slag. This research bases on the common concrete design method, consulting the requirement of high performance pavement concrete, confirming the mix design by orthogonal test. After confirming HPPC mix, the mechanical property is researched by rupture strength test, compressive strength test, static elastic modulus and dynamic elastic modulus test, and the durability is researched by abrasion resistance, frost resistance, shrinkage, impermeability and fatigue resistance to confirm the mix. This paper also researches the micromechanism by SEM, mercury injection method to reveal the connection between the microscopic and macroscopic.
论文首先对吉林地区水泥混凝土路面病害进行了调查,分析确定该地区路面水泥混凝土材料的改性方向。通过前期的原材料比选试验,确定了高性能混凝土的各项原材料以及磨细矿渣种类。本研究以普通混凝土设计方法为基础,参考高性能路面混凝土各方面性能要求,通过正交均匀试验设计高性能路面混凝土配合比。在确定HPPC配合比后,通过抗折及抗压强度、静弹性模量与动弹性模量、应力—挠度试验以及养生试验等研究了高性能混凝土的力学性能,并通过耐磨性、抗渗性、抗冻性、收缩性以及抗疲劳性等耐久性试验对配合比进行验证,最终得出高性能混凝土的最佳配合比。本论文还借助SEM、压汞测孔这些现代物相分析技术研究掺磨细矿渣的高性能路面混凝土的微观机理,揭示了微观结构与宏观性能之间的内在联系。
Jilin province located in southeast part of China, it belongs to the east moist seasonally frozen region. In this region, the cement concrete pavement not only endures the serious vehicle overload, but also is affected by rain fall in summer, freezing-thaw cycles in spring and winter and diurnal difference in temperature, therefore, this region cement concrete pavements are destroyed seriously. This paper experiment on the HPPC with fine slag in southeast area firstly by the system research.The paper investigates the disease of the cement concrete road of Jilin firstly, confirming the direction of pavement cement concrete material modification in this region. By original material comparing experiment, it confirms the various original materials of the high performance concrete and fine slag. This research bases on the common concrete design method, consulting the requirement of high performance pavement concrete, confirming the mix design by orthogonal test. After confirming HPPC mix, the mechanical property is researched by rupture strength test, compressive strength test, static elastic modulus and dynamic elastic modulus test, and the durability is researched by abrasion resistance, frost resistance, shrinkage, impermeability and fatigue resistance to confirm the mix. This paper also researches the micromechanism by SEM, mercury injection method to reveal the connection between the microscopic and macroscopic.
引文
[1] 2002年公路水路交通行业发展统计公报.2003年4月11日
[2] 第二次全国公路普查主要数据公报.中华人民共和国交通部,中华人民共和国国家统计局,2003年8月
[3] 公路水泥混凝土路面施工技术规范指南JTG F30—2003 傅智 李红 人民交通出版社 2003.10
[4] 孙加瑛 水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施.国外公路 1999.5;
[5] 刘月波 结构混凝土的蜂窝、麻面、孔洞、松顶的原因.华东公路 1998.3
[6] 交通部水泥混凝土路面推广组编,水泥混凝土路面研究,人民交通出版社 1995.11
[7] Charles goodspeed, Sunseel Vanikar, Ray Cook. High-Performance Concrete(HPC) Defined For Highway structures
[8] 柳桥帮生、吉冈伯彦、齐腾俊夫.“超过耐久性混凝土”,Vol.32.No.7,1994,7
[9] F.H.Wittmann. High-performance of Cement-Based Materials, AEDIFICATIO VERLAG. IRB VERLAG, 1997
[10] FHWA, IPRE Form Partnership to Improve Concrete Performance and Costs.U.S.Department of Transportation Office of the Secretary Office of Public Affairs Washington, DC 20590
[11] 冯乃谦.高性能混凝土.北京,建筑出版社,1996
[12] 吴中伟.廉惠珍.高性能水泥混凝土.铁道出版社.1999.7
[13] 杨竹娟 段晓农.高性能混凝土的工作性及在我国的研究应用状况.海南大学学报自然科学版.第18卷,第2期.2000.6
[14] 冯乃谦 邢峰著,高性能混凝土技术.北京:原子能出版社,2000.2
[15] 孙增智 水泥混凝土桥面铺装材料与技术研究,长安大学硕士论文 2004.12
[16] JTJ053-94公路工程水泥混凝土试验规程
[17] 傅智 水泥混凝土滑模摊铺施工.人民交通出版社.2000.9
[18] 申爱琴 水泥混凝土路面裂缝修补材料研究 长安大学博士论文 2004.12
[19] JT—2003,公路水泥混凝土施工规范
[20] 申爱琴 水泥与水泥混凝土.人民交通出版社 2000.6
[21] 张明征,高性能混凝土的配制与应用,中国计划出版社
[22] GB/T14685.,建筑用卵石、碎石
[23] 严家伋,道路建筑材料,人民交通出版社 1995.3
[24] GB/T18046-2000,用于水泥和混凝土中粒化高炉矿渣粉
[25] H. Uchilkwa, T. Okamura: binary and ternary components blended cements. Mineral admixtures in cement and concrete, abi 1993
[26] 召田晋一,炼钢矿渣研究,No.26,PP 11～20,1987
[27] 姚祖康 编著,路面(公路设计手册).北京.人民交通出版社.1998
[28] 梁峰,高性能路面混凝土配合比设计及路用性能研究,长安大学硕士论文,2002.5
[29] 姚祖康,水泥混凝土路面设计,安徽科学技术出版社 1999.7
[30] 黄卫,钱振东,高等水泥混凝土路面设计方法与理论,科学出版社 2000.4
[31] 汪荣鑫,数理统计,西安交通大学出版社 1986.8
[32] 关于三点弯曲法确定混凝土断裂能的分析.张东.刘娟育.陈兵.吴科如.建筑材料学报.第二期.1999.9
[33] 水泥混凝土路面施工指南,JTG—2003.傅智.李红 人民交通出版社.2003
[34] 混凝土抗除冰盐剥落性能与机理研究,谬昌文.刘家平.幕儒.孙伟,公路.2001年12期。
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