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高速铁路道床板用纤维混凝土及其抗裂性能研究
| 论文题名： | 高速铁路道床板用纤维混凝土及其抗裂性能研究 |
| 关键词： | 高速铁路;道床板混凝土;抗裂性能;纤维掺杂;减缩剂 |
| 摘要： | 在高速铁路的建设中，双块式无砟轨道结构形式已被广泛的采用。双块式无砟轨道结构采用连续现浇道床板混凝土，由于结构设计、材料性能及施工等复杂因素导致道床板发生体积变形，容易产生开裂现象，严重影响了无砟轨道结构的使用性能和服役寿命。本研究使用掺加纤维和减缩剂的方法提高高速铁路道床板混凝土抗裂性能，并通过测定混凝土力学性能、弹性模量、干燥收缩和塑性收缩、吸水率、氯离子渗透、抗裂等级、抗冻融循环等多方面性能指标的变化，研究纤维种类与掺量、减缩剂掺量等因素对道床板混凝土抗裂性能的影响情况，并探讨其微观机理，为道床板混凝土减缩抗裂措施提供了理论依据。 通过文献调研结合现有理论，分析了道床板混凝土裂缝特点、种类及成因，研究表明道床板混凝土开裂主要由早期塑性收缩、干燥收缩和温度收缩引起。初步探讨了道床板混凝土裂缝控制的可行性措施，提出通过掺加合成纤维可提高道床板混凝土的抗裂性能，掺加减缩剂减少道床板混凝土的收缩。 掺加纤维对道床板混凝土的力学性能研究表明，纤维能够明显提高道床板混凝土的力学性能。聚丙烯纤维与聚乙烯醇纤维以1:1混杂掺加0.9kg/m3时，道床板混凝土的力学性能最好。28d抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度和抗折强度较基准混凝土分别提高了17.2％、22.5％、6.7％和12.3％，弹性模量较基准混凝土降低了4.1％。 掺加不同纤维的道床板混凝土抗裂性能和裂缝分布规律的试验结果表明，纤维能够有效提高道床板的抗裂性能。掺加聚丙烯纤维混凝土初裂时间较基准混凝土延后20min，裂缝的长度、宽度和面积较基准混凝土分别降低4％、67％和68％；掺加聚乙烯醇纤维和混杂纤维混凝土均未产生裂缝。 掺加纤维可显著提高道床板混凝土的抗冻融性能，并且随着冻融次数的增加，纤维的作用愈加明显。300次冻融循环后，聚乙烯醇纤维混凝土和混杂纤维混凝土M目的相对动弹性模量较基准混凝土分别提高了96％、57.5％。 综合道床板混凝土各方面性能考虑，混杂纤维作用效果最好，可用于双块式无砟轨道道床板混凝土改善其抗裂性能；复掺减缩剂可以显著降低道床板混凝土早期收缩，提高抗裂性能。本研究提出了有效的道床板混凝土裂缝控制方法，初步给出了纤维和减缩剂较合适的掺量，为高速铁路工程上解决道床板混凝土开裂问题提供了有效的手段。 |
| 作者： | 闫振鹏 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 安明喆;李化建 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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