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矿粉泡沫混凝土性能及其在桥台台背回填中的应用研究
| 论文题名： | 矿粉泡沫混凝土性能及其在桥台台背回填中的应用研究 |
| 关键词： | 矿粉泡沫混凝土;抗压强度;收缩开裂;桥台;台背回填 |
| 摘要： | 泡沫混凝土是一种在胶凝体系中引入气体制备得到的轻质材料，具有轻质、隔音降噪、抗震性能好等诸多优势，前景广阔，备受人们关注。但泡沫混凝土有一些不足之处，表现为强度低、易开裂、吸水率大等问题。为解决这一现状，拓展其应用，向泡沫混凝土中加入矿粉研究其对泡沫混凝土性能的影响。首先采用物理发泡的方法制备泡沫，对泡沫性能进行测试；然后研究水灰比、矿粉掺量对泡沫混凝土的性能影响；最后通过ABAQUS模拟其应用于桥台台背回填时产生的沉降变形及其稳定性，并与砂砾土回填进行对比分析。研究结果表明： （1）在水灰比为0.5时，泡沫混凝土的综合性能最好。此时，泡沫混凝土的流动度为210mm，大小较为适中；吸湿率与吸水率最低，分别为20.7％和25.4%；抗裂性用外方内圆偏心约束模具测试泡沫混凝土的开裂时间来评定，水灰比为0.5时开裂时间为73.3h；抗压强度最大值为8.42MPa，劈裂抗拉强度为0.74MPa，接近最大值；观察泡沫混凝土的SEM图，水灰比为0.5气孔形状最好，孔径均匀且孔壁较厚，气孔贯通率小。 （2）固定水灰比，研究矿粉掺量对泡沫混凝土性能的影响。矿粉的加入，提高了泡沫混凝土的强度，在掺量为10%时强度最好，此时抗压强度提高了26.13%，劈裂抗拉强度提高了32.43%；降低吸水率，相比于素泡沫混凝土降低了13%；此时泡沫混凝土的开裂时间为75.2h，延缓了1.9h；研究还表明在掺量不超过20%时，随着掺量的增加泡沫混凝土的耐久性不断增强。 （3）根据试验得到的数据，将矿粉泡沫混凝土应用于桥台台背回填时产生的沉降变形用ABAQUS进行模拟分析。矿粉泡沫混凝土回填台背时产生的沉降量为2.37cm，而传统砂砾土填料沉降距为6.93cm，降低了65.8%，有效地改善了台背的沉降变形，为泡沫混凝土应用于桥台台背回填提供了理论基础。 （4）用ABAQUS软件对台背的稳定性进行模拟。在不设锥坡临空面状态下，矿粉泡沫混凝土回填台背的安全系数为2.15；砂砾土回填台背的安全系数为0.88，不安全（小于1），必须设置锥坡，在坡比为2:1时安全系数增大到1.57，仍小于矿粉泡沫混凝土的安全系数。 |
| 作者： | 郭率军 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 朱涵;宋朝辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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