基于冻融循环条件下泡沫混凝土的试验性能研究及应用
发布时间：2021-10-27 07:32
复杂地层寒区隧道填充材料需兼具防寒保温、抗震和优化支护等性能,为解决常规泡沫混凝土在复杂地层寒区隧道应用中存在的不足,本文旨在以严寒地区为视角,研究掺加了多种外加剂的泡沫混凝土的力学性能。首先为了研究寒冷地区低温环境对泡沫混凝土的强度影响,在不同配合比下研究泡沫混凝土的抗压强度,文中采用25次冻融循环的试验,通过添加不同长度的纤维和减水剂等外加剂,制备出一种高强度防寒保温泡沫混凝土,通过交叉对比试验,结果得出当水灰比为0.5时,在掺加19mm的聚丙烯纤维和聚竣酸高效减水剂后,泡沫混凝土的抗压强度比未掺加纤维和减水剂的泡沫混凝土能提高427%,在经过冻融循环后,强度损失最低,最低损失幅度为4.4%。同时在此配合比下再对泡沫混凝土的导热系数做出测试,发现仅掺加纤维的混凝土试件,导热系数最低。最后运用SEM扫描测试技术对破碎后的混凝土内部结构进行扫描,更为全面的研究其微观结构,分析泡沫混凝土的冻融特性。通过微观分析可以发现,冻融循环后,混凝土的内部结构出现了不同程度的损害,在掺加了纤维和聚羧酸高效减水剂后,混凝土内部的完整性很好,水泥之间的连接更为密实,裂缝减少。图36表14参65
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１泡沬混凝土技术路线图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｆｏａｍ?Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?Ｐｒｏｃｅｓｓ?Ｆｌｏｗ?Ｃｈａｒｔ??本课题研究的意义在于：??
避免在低温条件下受冻胀力的影响发生破坏。但是泡沫混凝土因为内部存在大量??气孔，所以其强度一般较低，所以本文主要研究目的就是增加泡沫混凝土的强度。??图１－２为我国冻土分布图。??屮ｎ冻Ｉ：炎切分如ｍ?存??图１－２中国冻土类型分布图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?Ｍａｐ?ｏｆ?Ｐｅｒｍａｆｒｏｓｔ?Ｔｙｐｅｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??混凝土的冻害可分为三个阶段：ｉ．新浇混凝土的冻结是指混凝土硬化前的冻??结。本阶段为混凝土浇筑未养护后，混凝土硬化前的冻结。冻结的原因是混凝土??中的水分没有完全蒸发，称为立即冻结；２．短龄期冻结，混凝土浇筑后，经预养??护达到临界强度。霜冻是在混凝土顺服过程中冻结的，称为冻前养护；３．硬化混??－８?－??
隧道冻害原因主要是指寒冷环境的频繁冻融所引起的隧道病害。主要包括衬砌混??凝土的断裂，包括衬砌层的横向、纵向和倾斜断裂、块体的脱落、松动和坍塌等，??是隧道冻害的常见现象。图１－３为寒区隧道衬砌层的冻胀破坏示意图，初期支护??最贴近里层岩层，在初期支护外层还有一层二次衬砌，一般初期支护与二次衬砌??之间会有缝隙，存水空间，让水侵入。当在低温条件下，空隙里的水受冻结冰，??产生冻胀力，从而可以分析衬砌层破坏的原因主要是：１．含水围岩的冻胀力与地??压作用超过了混凝土的衬砌强度；２．施工质量达不到设计要求，主要表现为超挖??围岩段回填密实度不足，特别是严重坍塌的围岩段、人工挡水洞、裂缝、孔洞等；??３．由于冻土区含水岩段衬砌层设计计算中不考虑冻胀力参数，衬砌厚度和强度一??般较小；４．衬砌混凝土未达到设计标准，由于防水技术不高，衬砌强度达不到目??标要求
【参考文献】：
期刊论文
[1]泡沫混凝土研究新进展与应用现状[J]. 宋安祥,郭远臣,王雪,刘雪,何琴. 混凝土. 2018(09)
[2]泡沫混凝土的生产现状及未来发展趋势[J]. 刘超,罗健林,李秋义,李贺,王赛显. 现代化工. 2018(09)
[3]泡沬混凝土在公路工程中的应用[J]. 曾嵘,王继敏. 黑龙江交通科技. 2018(09)
[4]泡沫混凝土的研究与应用现状[J]. 许宏志,李仁锋. 山西建筑. 2018(20)
[5]泡沫混凝土孔结构对抗压强度的影响研究[J]. 戴雨辰,高培伟,林辉,朱玉翔,吴春晓,耿飞,宿静. 新型建筑材料. 2018(03)
[6]化学发泡轻质泡沫混凝土孔结构与强度的关系研究[J]. 刘文斌,杨小林,周慧,杨英健. 新型建筑材料. 2017(10)
[7]加气混凝土砌块导热系数试验数据分析[J]. 高智强. 广东建材. 2017(08)
[8]粉煤灰漂珠增强泡沫混凝土性能试验研究[J]. 胡驰,李辉,刘中炜,王清远. 新型建筑材料. 2017(03)
[9]泡沫掺量对磷渣粉煤灰泡沫混凝土性能的影响[J]. 刘秋美,李彩玉,杨江红,杨林. 新型建筑材料. 2017(03)
[10]泡沫混凝土的研究进展及展望[J]. 李猛,黄寅生,张少波,吴建生. 材料导报. 2016(S1)
博士论文
[1]青藏高原东部多年冻土区高速公路建设适应性对策研究[D]. 房建宏.北京交通大学 2017
[2]高温前后高强混凝土多轴力学性能试验研究[D]. 何振军.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]化学发泡泡沫混凝土孔结构的调控研究[D]. 陈海彬.华北理工大学 2015
[2]寒冷地区超轻泡沫混凝土的制备与性能[D]. 张启.哈尔滨工业大学 2014
[3]硫铝酸盐泡沫混凝土的本构关系研究[D]. 才红.吉林建筑大学 2014
[4]原位发泡轻集料混凝土的制备与其性能表征[D]. 陈贺.安徽工业大学 2014
[5]高寒地区现浇泡沫混凝土技术性能的应用研究[D]. 徐婷婷.青海大学 2014
[6]轻质高强保温一体化复合墙体材料性能研究[D]. 吕梦媛.河北工业大学 2014
[7]轻质高强泡沫混凝土的制备与性能研究[D]. 龚独明.长沙理工大学 2013
[8]泡沫混凝土及泡沫剂的研究[D]. 任小明.湖北大学 2011
本文编号：3461150
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１泡沬混凝土技术路线图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｆｏａｍ?Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?Ｐｒｏｃｅｓｓ?Ｆｌｏｗ?Ｃｈａｒｔ??本课题研究的意义在于：??
避免在低温条件下受冻胀力的影响发生破坏。但是泡沫混凝土因为内部存在大量??气孔，所以其强度一般较低，所以本文主要研究目的就是增加泡沫混凝土的强度。??图１－２为我国冻土分布图。??屮ｎ冻Ｉ：炎切分如ｍ?存??图１－２中国冻土类型分布图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?Ｍａｐ?ｏｆ?Ｐｅｒｍａｆｒｏｓｔ?Ｔｙｐｅｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??混凝土的冻害可分为三个阶段：ｉ．新浇混凝土的冻结是指混凝土硬化前的冻??结。本阶段为混凝土浇筑未养护后，混凝土硬化前的冻结。冻结的原因是混凝土??中的水分没有完全蒸发，称为立即冻结；２．短龄期冻结，混凝土浇筑后，经预养??护达到临界强度。霜冻是在混凝土顺服过程中冻结的，称为冻前养护；３．硬化混??－８?－??
隧道冻害原因主要是指寒冷环境的频繁冻融所引起的隧道病害。主要包括衬砌混??凝土的断裂，包括衬砌层的横向、纵向和倾斜断裂、块体的脱落、松动和坍塌等，??是隧道冻害的常见现象。图１－３为寒区隧道衬砌层的冻胀破坏示意图，初期支护??最贴近里层岩层，在初期支护外层还有一层二次衬砌，一般初期支护与二次衬砌??之间会有缝隙，存水空间，让水侵入。当在低温条件下，空隙里的水受冻结冰，??产生冻胀力，从而可以分析衬砌层破坏的原因主要是：１．含水围岩的冻胀力与地??压作用超过了混凝土的衬砌强度；２．施工质量达不到设计要求，主要表现为超挖??围岩段回填密实度不足，特别是严重坍塌的围岩段、人工挡水洞、裂缝、孔洞等；??３．由于冻土区含水岩段衬砌层设计计算中不考虑冻胀力参数，衬砌厚度和强度一??般较小；４．衬砌混凝土未达到设计标准，由于防水技术不高，衬砌强度达不到目??标要求
【参考文献】：
期刊论文
[1]泡沫混凝土研究新进展与应用现状[J]. 宋安祥,郭远臣,王雪,刘雪,何琴. 混凝土. 2018(09)
[2]泡沫混凝土的生产现状及未来发展趋势[J]. 刘超,罗健林,李秋义,李贺,王赛显. 现代化工. 2018(09)
[3]泡沬混凝土在公路工程中的应用[J]. 曾嵘,王继敏. 黑龙江交通科技. 2018(09)
[4]泡沫混凝土的研究与应用现状[J]. 许宏志,李仁锋. 山西建筑. 2018(20)
[5]泡沫混凝土孔结构对抗压强度的影响研究[J]. 戴雨辰,高培伟,林辉,朱玉翔,吴春晓,耿飞,宿静. 新型建筑材料. 2018(03)
[6]化学发泡轻质泡沫混凝土孔结构与强度的关系研究[J]. 刘文斌,杨小林,周慧,杨英健. 新型建筑材料. 2017(10)
[7]加气混凝土砌块导热系数试验数据分析[J]. 高智强. 广东建材. 2017(08)
[8]粉煤灰漂珠增强泡沫混凝土性能试验研究[J]. 胡驰,李辉,刘中炜,王清远. 新型建筑材料. 2017(03)
[9]泡沫掺量对磷渣粉煤灰泡沫混凝土性能的影响[J]. 刘秋美,李彩玉,杨江红,杨林. 新型建筑材料. 2017(03)
[10]泡沫混凝土的研究进展及展望[J]. 李猛,黄寅生,张少波,吴建生. 材料导报. 2016(S1)
博士论文
[1]青藏高原东部多年冻土区高速公路建设适应性对策研究[D]. 房建宏.北京交通大学 2017
[2]高温前后高强混凝土多轴力学性能试验研究[D]. 何振军.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]化学发泡泡沫混凝土孔结构的调控研究[D]. 陈海彬.华北理工大学 2015
[2]寒冷地区超轻泡沫混凝土的制备与性能[D]. 张启.哈尔滨工业大学 2014
[3]硫铝酸盐泡沫混凝土的本构关系研究[D]. 才红.吉林建筑大学 2014
[4]原位发泡轻集料混凝土的制备与其性能表征[D]. 陈贺.安徽工业大学 2014
[5]高寒地区现浇泡沫混凝土技术性能的应用研究[D]. 徐婷婷.青海大学 2014
[6]轻质高强保温一体化复合墙体材料性能研究[D]. 吕梦媛.河北工业大学 2014
[7]轻质高强泡沫混凝土的制备与性能研究[D]. 龚独明.长沙理工大学 2013
[8]泡沫混凝土及泡沫剂的研究[D]. 任小明.湖北大学 2011
本文编号：3461150
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