高性能水泥混凝土在路面修补中的应用研究
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摘要
高性能混凝土是近年来所开发出来的一种新型混凝土，本文结合高性能混凝土技术，以成本低廉的工业废渣粉煤灰为主，研制出了粉煤灰复合超细粉快速修补专用掺合料(简称PFAC)。用PFAC等量取代30％以上的水泥配制的高性能快速修补混凝土(HPRRC)系列，经过大量的试验验证，可以满足水泥混凝土路面尽快恢复交通的要求，同时确保了修补区的耐久性。并进行了试验路段的铺筑，从工程实践上表明了本项目的成功。取得的主要成果有：
1．通过对粉煤灰复合超细粉快速修补专用掺合料(PFAC)各组分的试验分析，优选了各组成及含量，采用其配制的混凝土达到了所预定的要求，具有一系列的高性能：施工和易性好、早期强度高、高抗压强度、高抗折强度等。并且新老混凝土的粘结能力强，两者强度和变形发展一致。
2．本文在大量配合比优选试验设计的基础上，并依据《普通混凝土设计规程》JGJ55-2000，提出了简单易行的混凝土配合比设计方法。
3．进行了多组高性能快速修补混凝土力学性能试验，特别是进行了新老混凝土的粘结性能试验。其抗压强度、抗折强度及折压比均比普通混凝土有所提高。试验结果还表明：以30～35％的PFAC等量取代水泥配制高绿色度的高性能快速修补混凝土是可行的。
4．在大量试验的基础上以及结合工地的现场应用，总结和探讨了高性能快速修补混凝土的施工工艺和质量保证体系，对指导设计和施工有重要的参考价值。
High Performance Concrete is a kind of new concrete that was originated in recent years. In this paper, PFAC was first manufactured successfully and its main content is a kind of waste residue from industry, which is called pulverized fuel ash. Through the testing of a great deal of experiments, PFAC can be used with the quantity of more than 30 percent into confecting High Performance Rapid Repair Concrete series, and it can meet the requirements of resuming the traffic on Portland Cement Pavement as soon as possible, Meanwhile the sustainable of the repaired part was ensured. In the end, the testing section was paved and it indicates that this program gained success from the practice of engineering. The main achievement got in this paper can be list as follows:
1. By analyzing each component of the PFAC through many experiments, We selected each component and its content properly. The concrete that was confected by PFAC reaches our predicted objective and has a series of high performance: easy mix, high early strength, high compressive strength, high bending strength etc. The old and the new concrete have a strong cohesion and the same stiffness and deformation conformably.
2. In this paper, a simple and easily applied design method of concrete composing ratio was developed on the basis of large numbers of experiments and the rules of general concrete design.
3. A large number of mechanical experiments of high performance concrete were carried out , especially the experiments about the cohesion of the old and the new concrete. It' s compressive strength , bending strength and the ratio between compressive and bending all have some increase. The testing reports also indicate that: it is feasible to replace the equal amount of concrete by using 30-35 percent of PFAC.
4. On the basis of large amount of experiments and their in-site applying, an experience about the techniques of construction and the quality ensuring system can be made, also it has an important reference value to direct the construction and design work..
1．通过对粉煤灰复合超细粉快速修补专用掺合料(PFAC)各组分的试验分析，优选了各组成及含量，采用其配制的混凝土达到了所预定的要求，具有一系列的高性能：施工和易性好、早期强度高、高抗压强度、高抗折强度等。并且新老混凝土的粘结能力强，两者强度和变形发展一致。
2．本文在大量配合比优选试验设计的基础上，并依据《普通混凝土设计规程》JGJ55-2000，提出了简单易行的混凝土配合比设计方法。
3．进行了多组高性能快速修补混凝土力学性能试验，特别是进行了新老混凝土的粘结性能试验。其抗压强度、抗折强度及折压比均比普通混凝土有所提高。试验结果还表明：以30～35％的PFAC等量取代水泥配制高绿色度的高性能快速修补混凝土是可行的。
4．在大量试验的基础上以及结合工地的现场应用，总结和探讨了高性能快速修补混凝土的施工工艺和质量保证体系，对指导设计和施工有重要的参考价值。
High Performance Concrete is a kind of new concrete that was originated in recent years. In this paper, PFAC was first manufactured successfully and its main content is a kind of waste residue from industry, which is called pulverized fuel ash. Through the testing of a great deal of experiments, PFAC can be used with the quantity of more than 30 percent into confecting High Performance Rapid Repair Concrete series, and it can meet the requirements of resuming the traffic on Portland Cement Pavement as soon as possible, Meanwhile the sustainable of the repaired part was ensured. In the end, the testing section was paved and it indicates that this program gained success from the practice of engineering. The main achievement got in this paper can be list as follows:
1. By analyzing each component of the PFAC through many experiments, We selected each component and its content properly. The concrete that was confected by PFAC reaches our predicted objective and has a series of high performance: easy mix, high early strength, high compressive strength, high bending strength etc. The old and the new concrete have a strong cohesion and the same stiffness and deformation conformably.
2. In this paper, a simple and easily applied design method of concrete composing ratio was developed on the basis of large numbers of experiments and the rules of general concrete design.
3. A large number of mechanical experiments of high performance concrete were carried out , especially the experiments about the cohesion of the old and the new concrete. It' s compressive strength , bending strength and the ratio between compressive and bending all have some increase. The testing reports also indicate that: it is feasible to replace the equal amount of concrete by using 30-35 percent of PFAC.
4. On the basis of large amount of experiments and their in-site applying, an experience about the techniques of construction and the quality ensuring system can be made, also it has an important reference value to direct the construction and design work..
引文
[1] 冯乃谦编著，高性能混凝土，中国建筑工业出版社，1996年8月。
[2] 张起森审，王燕，查旭东等译，水泥混凝土公路技术实践与展望，人民交通出版社，2000年1月。
[3] 李华等编著，水泥混凝土路面修补技术，人民交通出版社，1995年2月。
[4] 傅智，水泥混凝土路面耐久性新规定，第五界全国混凝土耐久性学术交流会论文集，2000年11月。
[5] Faguang Leng,Naiqian Feng,Xinying Lu, An experimental study on the properties of resistance to diffusion of chloride ions of fly ash and blast furnace slag concrete, Cement and concrete research 30(2000) 989—992.
[6] Shigen Li, David G. Geissert, Gregory C. Frantz, and Jack E. Stephens, Freeze-Thaw Bond Durability of Rapid-Setting Concrete Repair Materials, ACI Materials Journal /March-April 1999.
[7] 《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》JTJ／T037.1—2000，中华人们共和国行业标准。
[8] 冯乃谦编著，《实用混凝土大全》，科学出版社，2000年12月。
[9] 周士琼等，粉煤灰高性能混凝土的性能，山东建材学院学报，1998年第S1期。
[10] 周士琼等，高性能混凝土专用粉煤灰复合超细粉，施：厂技术，1999年第5期。
[11] 尹健，周士琼，高强高性能混凝土极限应变性能研究，工业建筑，2000年第7期。
[12] 尹健，周士琼，高性能复合磨细粉煤灰混凝土的研究与应用，新型建筑材料，2000年第3期。
[13] 尹健，周士琼，高性能混凝土轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度对比试验研究，长沙铁道学院学报，2001年第2期。
[14] 谢友均，周士琼，超细粉煤灰作用效应研究，山东建材学院学报，1998年第S1期。
[15] 周士琼，用多元线性回归分析方法快速预报水泥强度，湖南建材，1991年5月。
[16] 周士琼，尹健等，粉煤灰复合超细粉的性能，中国硅酸盐学会第二届高性能混凝土委员会学术研讨会论文集，1999年4月。
[17] 周士琼，尹健等，超高强粉煤灰高性能混凝土的长期性能，高强与高性能混凝土及其应用第四届学术讨论会论文集，2001年10月。
[18] 尹健，周士琼，高性能快速修补混凝土的研究与应用，高强与高性能混凝土及其应用第四届学术讨论会论文集，2001年10月。
[19] 尹健，周士琼，高性能快速修补混凝土界面耐久性能研究，全国高性能混凝土第三届学术讨论会论文集，2001年9月。
[20] 尹健，周士琼，道路混凝土的高性能化，国外公路，1998年第5期。
[21] 尹健，周士琼，道路高性能混凝土试验研究，公路，1999年第1期。
[22] 袁庆连，周士琼，水泥—粉煤灰—高性能减水剂相容性研究，中南工学院学报，1999年12月，第4期。
[23] 尹健，周士琼，高性能混凝土试验研究，长沙铁道学院学报，1997年第4期。
[24] 过镇海，混凝土的强度和变形试验基础和本构关系，清华大学出版社，1997年12月。
[25] 陈瑜，周士琼，道路粉煤灰高性能混凝土耐磨性试验研究，公路，2000年第11期。
[26] 王明怀，水泥混凝土路面施工质量控制，公路，1994年第6期。
[27] 朱战良，邹闯，粉煤灰混凝土在公路工程中的研究应用，公路，1997年第9期。
[28] 谢勇成，水泥混凝土路面超薄层快速修补技术，公路，2000年7月。
[29] 陈拴发，李炜光等，超早强修补混凝土路用性能研究，混凝土，2001年7月。
[30] 赵志方，赵国藩，黄承逵，新老混凝土粘结的劈拉性能研究，工业建筑，1999年第11期。
[31] 王志军，蒲心诚，超高强混凝土单轴受压性能及应力应变曲线的试验研究，重庆建筑大学学报，2000年5月。
[32] 周富杰等，旧水泥混凝土路面大修的实践总结与分析，公路，1999年第5期。
[33] 张珍秀等，修补路面用的快硬混凝土，国外公路，2001年第2期。
[34] 蔡喜棉，旧水泥混凝土路面上的罩面，华东公路，2000年第2期。
[35] 张重禄，肖秋明，水泥混凝土路面快速修复技术展望，国外公路，2000第1期。
[36] 胡海涛，叶知满，掺F矿粉或粉煤灰高强混凝土应力应变全曲线试验研究，青岛建筑工程学院学报，1996年第1期。
[2] 张起森审，王燕，查旭东等译，水泥混凝土公路技术实践与展望，人民交通出版社，2000年1月。
[3] 李华等编著，水泥混凝土路面修补技术，人民交通出版社，1995年2月。
[4] 傅智，水泥混凝土路面耐久性新规定，第五界全国混凝土耐久性学术交流会论文集，2000年11月。
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[14] 谢友均，周士琼，超细粉煤灰作用效应研究，山东建材学院学报，1998年第S1期。
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[33] 张珍秀等，修补路面用的快硬混凝土，国外公路，2001年第2期。
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[35] 张重禄，肖秋明，水泥混凝土路面快速修复技术展望，国外公路，2000第1期。
[36] 胡海涛，叶知满，掺F矿粉或粉煤灰高强混凝土应力应变全曲线试验研究，青岛建筑工程学院学报，1996年第1期。