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隧道二次衬砌混凝土的抗裂性能研究
| 论文题名： | 隧道二次衬砌混凝土的抗裂性能研究 |
| 关键词： | 隧道工程;二次衬砌混凝土;粉煤灰;膨胀剂;减缩剂;抗裂性能 |
| 摘要： | 隧道二次衬砌混凝土的开裂不仅降低隧道的安全质量及耐久性,而且影响隧道的施工与应用环境。目前,实际工程中的二次衬砌混凝土强调强度等级与工作性能等基本要求,忽略了对长期抗裂性能的研究。为了提高二次衬砌混凝土的抗裂性能,应对其影响因素进行分析,选择确定合理配合比、研制抗裂复合材料,改善二次衬砌混凝土的抗裂性能。 本文对传统的圆环约束法进行了改进,同时选择收缩形变、弹性模量与劈裂抗拉强度作为评价指标,进而从体积变形与力学性能的角度进行综合的分析,准确地表征出混凝土的抗裂性能。结果表明:采用改进后的圆环法测试混凝土的开裂时间,试验周期得以缩短,可靠性得到提高;抗裂系数与圆环法测出的结果具有较强的相关性,可用来表征混凝土的抗裂性能。 从二次衬砌混凝土原材料与施工要求出发,研究了配合比设计参数、常用外加剂及掺合料对混凝土抗裂性能的影响。研究结果表明:配合比设计参数中,水灰比与胶凝材料总量对混凝土抗裂性能的影响较强,骨料最大粒径与砂率的影响程度较弱;水灰比过高与过低都会对混凝土早期抗裂性能产生不利影响,胶凝材料总量的增加会增大混凝土的开裂敏感性;粉煤灰等量代替水泥掺入混凝土时,随着掺量的增加,混凝土抗裂性能得到提高,但掺量较高时,提高程度增幅减缓;膨胀剂与减缩剂均可以对混凝土的收缩变形产生抑制作用,当两者分别以内掺与外掺的方式掺入混凝土时,可以提高混凝土的抗裂性能,且随着掺量增加,提高作用不断加强;减水剂在合理范围内对抗裂性能有一定的减弱作用,但影响幅度较小。 在影响因素的研究分析基础上,选择粉煤灰、膨胀剂与减缩剂作为抗裂材料进行组成设计与抗裂性能研究。结果表明:通过正交设计方法,确定粉煤灰、膨胀剂与减缩剂的掺配比例为20％:8%:1.5%时,复配材料的抗裂性能最好;将复配的抗裂材料与市售的复合抗裂外加剂对比分析,结果显示各项性能均优于后者。 |
| 作者： | 王全磊 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 陈拴发;丛培良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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