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多功能水泥稳定碎石基层材料外加剂研发

作　者: 张桂霞
导　师: 胡力群
学　校: 长安大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 骨架密实型水泥稳定碎石易密性振动成型时间减水剂粉煤灰路用性能
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

骨架密实结构的水泥稳定碎石粗集料过多造成的离析会使水泥稳定碎石基层压实不足,造成路面早期病害严重。本文从掺加外加剂的角度,研究掺加外加剂(高效减水剂和粉煤灰)能否改善水泥稳定碎石基层的易密性。需要注意的是,在本文中,粉煤灰是作为外加剂使用的,而不是作为水泥的替代物。首先确定了水泥稳定碎石外加剂的掺加顺序,即为使外加剂的效果达到最好的发挥,应采用后掺法。针对不同外加剂掺量的水泥稳定碎石进行了振动击实试验,确定了单掺减水剂或粉煤灰、双掺减水剂和粉煤灰,最大干密度最大时,减水剂和粉煤灰的掺量。在已有的评价材料易密性方法的基础上提出了一种新的评价骨架密实型水泥稳定碎石易密性的指标—振动成型时间,并通过大量试验得出,当单掺CT高效减水剂时,掺量为1.0%时,振动成型时间最短；当单掺粉煤灰时,掺量为30%振动成型时间最短；当同时掺加CT高效减水剂和粉煤灰时,减水剂掺量为1.0%,粉煤灰掺量为20%时,振动成型时间最短。振动成型时间越短,说明材料越容易密实。针对几种最能改善水泥稳定碎石易密性的外加剂掺量,进行水泥稳定碎石路用性能试验,试验结果表明,最能改善骨架密实型水泥稳定碎石易密性的几种外加剂掺量,也可以起到改善水泥稳定碎石路用性能的效果,具体表现为单掺减水剂或者粉煤灰、双掺减水剂和粉煤灰,使得骨架密实型水泥稳定碎石的强度、刚度、疲劳寿命大幅度提高,干缩系数、温缩系数明显减少。同时,试验结果还表明,双掺减水剂和粉煤灰,二者的效果得到叠加,改善骨架密实型水泥稳定碎石易密性和路用性能的效果更好。因此,在骨架密实结构的水泥稳定碎石的施工过程中,使用掺加外加剂来改善其易密性的方法可以推广使用。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 问题的提出  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
    1.2.1 粉煤灰应用的研究现状  12-13
    1.2.2 减水剂国内外研究现状  13-15
    1.2.3 粉煤灰和减水剂复合掺加的研究现状  15
  1.3 本课题研究的意义  15-16
  1.4 研究内容及技术路线  16-17
第二章外加剂基本理论  17-26
  2.1 外加剂  17-19
    2.1.1 矿物外加剂  17-18
    2.1.2 化学外加剂  18
    2.1.3 外加剂复合掺加技术  18-19
  2.2 外加剂的作用机理  19-24
    2.2.1 减水剂的作用机理  19-21
    2.2.2 水泥水化颗粒对减水剂的吸附作用  21-23
    2.2.3 粉煤灰的作用机理  23-24
  2.3 复合掺加减水剂和粉煤灰的作用机理  24-26
第三章原材料性质及混合料配比  26-35
  3.1 水泥  26
  3.2 集料  26-27
  3.3 粉煤灰  27-28
    3.3.1 粉煤灰的化学组成  27
    3.3.2 粉煤灰的颗粒形貌及颗粒尺寸分布(细度)  27-28
  3.4 减水剂的选择  28-31
    3.4.1 相容性的概念  28-29
    3.4.2 水泥、高效减水剂、粉煤灰相容性的影响因素  29-30
    3.4.3 相容性试验  30
    3.4.4 水泥、高效减水剂和粉煤灰的相容性机理  30-31
  3.5 集料级配的确定  31-32
  3.6 混合料配合比的设计  32
  3.7 外加剂掺加顺序  32-35
第四章易密性研究  35-49
  4.1 易密性判别标准  35-37
  4.2 振动击实试验及结果分析  37-41
    4.2.1 振动击实试验  37
    4.2.2 试验结果分析  37-41
  4.3 易密性试验及试验结果分析  41-48
    4.3.1 易密性试验  41-42
    4.3.2 减水剂对水泥稳定碎石易密性的影响  42-44
    4.3.3 粉煤灰对水泥稳定碎石易密性的影响  44-46
    4.3.4 减水剂和粉煤灰复合掺加对水泥稳定碎石易密性的影响  46-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章不同外加剂掺量的水泥稳定碎石力学性能研究  49-69
  5.1 无侧限抗压强度  49-54
    5.1.1 试验方法  49-50
    5.1.2 试验结果及分析  50-54
  5.2 劈裂强度  54-58
    5.2.1 试验方法  55
    5.2.2 试验结果及分析  55-58
  5.3 抗压回弹模量  58-62
    5.3.1 试验方法  59
    5.3.2 试验结果与分析  59-62
  5.4 疲劳性能  62-68
    5.4.1 试验方法  63-64
    5.4.2 试验结果及分析  64-68
  5.5 本章小结  68-69
第六章抗裂性研究  69-84
  6.1 干缩特性分析  69-75
    6.1.1 干燥收缩机理  69-70
    6.1.2 干燥收缩试验方法  70-71
    6.1.3 干燥收缩试验结果分析  71-75
  6.2 温缩特性分析  75-82
    6.2.1 温度收缩机理  75-76
    6.2.2 温度收缩试验方法  76-77
    6.2.3 温度收缩试验结果分析  77-82
  6.3 本章小结  82-84
第七章结论及进一步研究建议  84-86
  7.1 结论  84-85
  7.2 进一步研究建议  85-86
参考文献  86-88
致谢  88

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