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隧道高性能多孔水泥混凝土路面路用性能研究
| 论文题名： | 隧道高性能多孔水泥混凝土路面路用性能研究 |
| 关键词： | 公路隧道路面;多孔水泥混凝土;路用性能;水泥胶浆;强度提升 |
| 摘要： | 在隧道中考虑抗滑性好、噪音低的水泥混凝土路面，对提高整个隧道使用的安全性与舒适性具有重要的意义。本文围绕公路隧道的工作环境，针对普通水泥混凝土路面抗滑构造衰减快和行车噪音过大的主要问题，研究适用与隧道路面的高性能的多孔水泥混凝土路面材料。使隧道路面不仅满足要求的工作性和力学强度，还要具有抗滑、抗冻、排水的使用性能，达到行车舒适、安全的目的。 通过研究水泥胶浆性能，提升多孔混凝土的强度等特性。在水泥胶浆中，掺加粉煤灰、硅灰可以显著提高胶浆的强度。通过水泥胶浆抗压、抗折强度对比，得到硅灰、粉煤灰内掺和外掺的最佳掺量，其中硅灰最佳内掺掺量为6%，外掺掺量为4%；粉煤灰最佳内掺掺量为20%，外掺掺量为10%；双掺体系下，粉煤灰、硅灰内掺的最佳比例为10%、6%，外掺最佳比例为10%，4%。其中，外掺硅灰、外掺粉煤灰、硅灰的强度提高最显著。为研究多孔混凝土微观结构与宏观性能的关系，通过扫描电镜试验和压汞法孔结构试验研究了硅灰、粉煤灰对水泥浆体的改性机理。加入粉煤灰、硅灰可以改变胶浆的孔隙率及空隙孔径分布特征，外掺材料后的水泥胶浆密实度显著提高，有害孔数量下降，双掺硅灰、粉煤灰水泥胶浆的微观结构改善效果最为明显。 掺入硅灰、粉煤灰可以显著提高多孔水泥混凝土强度等力学性能，双掺硅灰、粉煤灰混凝土强度最高，90d抗压、抗折强度可分别达到32.13MPa和4.54MPa，弹性弯拉模量达到9137.3。通过扫描电镜试验观察多孔混凝土集料－浆体界面过渡区形貌，硅灰、粉煤灰的掺加可以有效抑制Ca(OH)2和钙钒石的取向生长，提高界面过渡区的密实度，从而改善界面过渡区的力学性能。另外，课题组通过渗水仪、摆式摩擦仪、铺砂法及冻融循坏试验研究了多孔水泥混凝土的路用性能，试验结果表明，其渗水系数在559.60 ml/min-3619.5 ml/min之间，具有良好的排水性能；摩擦系数较普通水泥混凝土路面提高50%左右，构造深度在0.9mm-1.17mm之间，抗滑性能优越；冻融循环后，试件的表面无剥落，且抗压强度损失率在21.1%-24.8%，抗冻性能优越。 |
| 作者： | 甘旭东 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 扈惠敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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