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寒区公路构筑物加固工程喷射混凝土性能研究

作　者: 刘成成
导　师: 原喜忠
学　校: 长安大学
专　业: 材料学
关键词: 寒区加固含水量超声波波速抗冻耐久性气泡间隔系数
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

寒区公路构筑物长期承受着冻融循环和干湿循环的作用,部分构筑物还会受到盐分侵蚀作用,使得构筑物表面发生剥落,甚至漏筋等病害现象,严重影响构筑物的正常使用和长期性能。喷射混凝土技术是构筑物维修常采用的方法,目前围绕喷射混凝土配合比设计及其性能的研究比较少。本文通过水泥浆凝结时间、力学性能、水化程度及抗冻耐久性来评价喷射混凝土的性能。由于喷射混凝土需要在较短的时间内凝结硬化,因此,本文首先探讨掺外加剂及掺合料对水泥浆凝结时间的影响,并根据试验结果为施工中掺合料掺量提出了建议。其次,探讨掺外加剂及掺合料的水泥砂浆力学性能发展规律,并分析了水泥砂浆强度与超声波波速之间的关系。再次,探讨了速凝剂、引气剂、矿渣微粉及粉煤灰对水化进程的影响,分别采用真空干燥箱、微波炉以及时域反射仪(TDR)对水泥水化进程中含水量的变化进行了测试与对比,进而探讨了水化进程对力学强度、超声波波速的影响。最后,采用现场制备喷射混凝土试件,验证了引气剂对改善喷射混凝土抗冻耐久性的有效性,并探讨了不同引气剂的掺入方式对喷射混凝土抗冻耐久性的影响情况,进而从微观入手,采用气泡特征参数-气泡平均直径及气泡间隔系数来评价喷射混凝土的抗冻耐久性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-15
  1.1 问题的提出及研究意义  10
  1.2 喷射混凝土技术的研究现状  10-12
  1.3 寒区混凝土耐久性的国内外研究现状  12-13
  1.4 本文研究主要内容  13-15
第二章掺外加剂及掺合料的水泥浆凝结时间  15-33
  2.1 引言  15
  2.2 净浆凝结时间研究现状  15-17
  2.3 速凝剂与引气剂的作用机理  17-19
    2.3.1 速凝剂作用机理  17-18
    2.3.2 引气剂作用机理  18-19
  2.4 试验原材料及设备  19-23
    2.4.1 试验原材料品质  19-22
    2.4.2 试验设备  22-23
  2.5 试验方法及方案  23-25
    2.5.1 试验方案设计  23-24
    2.5.2 未掺速凝剂水泥凝结时间试验方法  24
    2.5.3 掺速凝剂水泥凝结时间试验方法  24-25
  2.6 水泥凝结时间试验结果分析  25-29
    2.6.1 外加剂对水泥浆凝结时间的影响  25
    2.6.2 矿渣微粉对水泥浆凝结时间的影响  25-27
    2.6.3 粉煤灰对水泥浆凝结时间的影响  27-29
    2.6.4 粉煤灰与矿渣微粉双掺对水泥浆凝结时间的影响  29
  2.7 试验结果讨论  29-31
    2.7.1 粉煤灰与矿渣微粉对凝结时间影响的比较  29-30
    2.7.2 工程建议  30-31
  本章小结  31-33
第三章掺外加剂及掺合料的水泥浆强度增长规律研究  33-46
  3.1 引言  33
  3.2 试件制备及试验方法  33-35
    3.2.1 试件制备  33-34
    3.2.2 混凝土强度试验方法  34
    3.2.3 混凝土超声波试验方法  34-35
  3.3 强度试验结果分析  35-42
    3.3.1 外加剂对强度的影响  35-36
    3.3.2 掺合料对强度的影响  36-42
  3.4 超声波波速与强度之间关系  42-45
    3.4.1 水泥浆体超声波波速与强度关系  42-43
    3.4.2 矿渣微粉水泥浆体超声波波速与强度关系  43-44
    3.4.3 粉煤灰水泥浆体超声波波速与强度关系  44
    3.4.4 双掺水泥浆体超声波波速与强度关系  44-45
  本章小结  45-46
第四章掺外加剂及掺合料水泥砂浆中水泥水化进程研究  46-68
  4.1 引言  46
  4.2 水泥水化进程的国内外研究现状  46-49
  4.3 试验方法  49-53
    4.3.1 试验方案  49-50
    4.3.2 原材料  50
    4.3.3 试件制备  50-51
    4.3.4 超声波试验方法  51
    4.3.5 烘干法测试可蒸发水试验方法  51-52
    4.3.6 TDR监测浆体水化过程试验方法  52-53
  4.4 试验结果分析  53-61
    4.4.1 可蒸发水含量不同测量方法之间的比较  53-54
    4.4.2 掺合料和外加剂对水化进程的影响  54-60
    4.4.3 矿渣微粉与粉煤灰水化进程比较  60-61
  4.5 试验结果讨论  61-67
    4.5.1 水化进程对砂浆力学性能发展的影响  61-64
    4.5.2 浆体的水化进程对超声波的影响  64-67
  本章小结  67-68
第五章喷射混凝土抗冻耐久性研究  68-86
  5.1 引言  68
  5.2 混凝土抗冻耐久性国内外研究现状  68-70
  5.3 试件制备与试验方法  70-75
    5.3.1 喷射混凝土试件制备与试验仪器  70-72
    5.3.2 混凝土冻融试验方法  72-73
    5.3.3 混凝土强度试验方法  73
    5.3.4 动弹性模量试验方法  73-74
    5.3.5 凝土试件气泡参数试验试件制作及参数测试方法  74-75
  5.4 试验结果分析  75-85
    5.4.1 随冻融循环次数增加力学强度变化  75-77
    5.4.2 随冻融循环次数质量损失及弹性模量变化  77-79
    5.4.3 随冻融循环次数超声波试验结果  79
    5.4.4 不同施工方法试件强度比较  79-80
    5.4.5 不同施工方法试件动弹模量比较  80-81
    5.4.6 不同施工方法试件质量损失率试验结果  81
    5.4.7 不同施工方法试件超声波试验结果  81-82
    5.4.8 弹性模量与强度之间的联系  82-83
    5.4.9 掺引气剂与未掺引气剂喷射混凝土气泡参数比对  83-84
    5.4.10 引气剂掺入方式对气泡参数的影响  84-85
  5.5 试验结果讨论  85
  本章小结  85-86
第六章结论与展望  86-88
  6.1 主要结论  86-87
  6.2 进一步研究问题  87-88
参考文献  88-92
读研期间发表的论文  92-93
致谢  93

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