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低热硅酸盐水泥配制道路混凝土的抗疲劳性能研究
| 论文题名： | 低热硅酸盐水泥配制道路混凝土的抗疲劳性能研究 |
| 关键词： | 低热硅酸盐水泥;水泥配制;道路混凝土;抗疲劳破坏;弯曲疲劳寿命;水泥混凝土路面;应力水平;龄期强度;普通硅酸盐;疲劳荷载;水化产物;路面使用寿命;疲劳特性;荷载作用;含量;低热水泥;威布尔分布;裂缝;概率分布规律;汽车拥有量 |
| 摘要： | 根据我国国情水泥混凝土因承载能力强、造价低以及原材料来源广泛，已成为目前乃至今后我国道路路面发展的主要材料。随着经济的发展，汽车拥有量与公路货物周转量急剧增加，路面承受的交通流量、荷载量今非昔比。从现阶段状况看，路面在重复高低荷载作用下，负担加重、破坏加快，大量水泥混凝土路面过早破坏，实际寿命远达不到设计要求。疲劳破坏已成为路面损坏的主要原因之一，而修复损坏的路面又要耗费大量资金和能源。因此延长水泥道路混凝土的使用寿命，对我国的道路建设及可持续发展具有重要的意义。 路面在疲劳荷载作用下，内部的原生裂缝不断地引发、扩展导致结构强度下降，当荷载应力超过道路混凝土的极限强度时，路面出现疲劳破坏。为此，如何减少混凝土内部原生裂缝的含量和提高其抵抗裂缝扩展的能力是提高道路混凝土抵抗疲劳破坏的关键。低热硅酸盐水泥因其特殊的矿物组成，水化产物中晶胶比低，水化热低，胶砂干缩小、耐磨性好，远龄期强度增进率高：配制的混凝土具有抗冲击性好、温度应力小，远龄期强度高的优势；同时，在生产过程中具有低能源消耗，低资源环境负荷的优点，用它来配制水泥道路混凝土应具有较好的前景。本文结合低热硅酸盐水泥的特点和道路混凝土的实际情况，提出将低热硅酸盐水泥用于配制道路混凝土来提高其抗疲劳性能以期延长路面使用寿命。本文对比研究了不同应力水平下低热硅酸盐水泥和同强度等级的普通硅酸盐水泥配制的道路混凝土的疲劳特性，采用统计学理论分析了混凝土弯曲疲劳寿命的概率分布规律，得出疲劳寿命方程；并从混凝土的组成、结构特征入手，利用DTA-TG、SEM和MIP探讨了两种不同水泥配制混凝土的微观结构差异及其对疲劳特性的影响。 实验结果表明：低热水泥道路混凝土具有较好的远龄期强度增长优势；在各应力水平（S=0．75～0．90）下，配制的道路混凝土的弯曲疲劳寿命均服从两参数威布尔分布；28天、90天和180天标准养护下的道路混凝土试件，在相同应力水平下，低热硅酸盐水泥配制的道路混凝土疲劳寿命均较长，抗疲劳能力较高。微观测试结果表明：经疲劳荷载后，混凝土结构劣化，最可几孔径增大和大孔含量增多。相对于普通硅酸盐水泥配制的混凝土，低热水泥水化产物中凝胶量多、Ca（OH）2含量少，配制的混凝土中砂浆与粗骨料界面结合好，加载后最可几孔径与大孔含量的增幅较低。 |
| 作者： | 丁浩 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 樊粤明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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