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用于半柔性路面的早强灌浆料设计及其性能研究
| 论文题名： | 用于半柔性路面的早强灌浆料设计及其性能研究 |
| 关键词： | 半柔性路面;水泥灌浆料;聚羧酸减水剂;硅灰;聚丙烯纤维 |
| 摘要： | 在我国，沥青路面是最常见的路面形式，它具有防滑、行车舒适、施工周期短等优点。然而，车辙问题是制约其应用的难题。对此，不少研究在预先设计好空隙的沥青混合料中灌入水泥浆，制作半柔性路面（SFP）。硬化水泥浆使SFP相比于沥青路面具有更大弹性模量，表现出更好的抗车辙性能和耐久性。然而，水泥基材料较高的养护要求，延长了路面从施工到开放交通的时间。此外，硬化水泥浆体的收缩大、脆性大的特性，使路面更易在外界环境以及应力作用下开裂。针对上述问题，本文设计了用于半柔性路面的早强水泥灌浆料（EHSG），并利用短细PP纤维对其增强改性。最后将EHSG用于生产中试与实际施工，以期推动半柔性路面行业整体发展。 以流动度、凝结时间、早期强度为基本指标，通过调整普通硅酸盐水泥（OPC）、早强掺合料（RA）、硅灰（SF）、聚羧酸减水剂（PCE）掺量和水胶比，配制出EHSG。浆体初始流秒12.8s，初凝和终凝时间分别为75min和83min，3h和1d抗压强度分别为7.6MPa和24.5MPa。测试结果表明，水胶比和RA决定试件3h强度；PCE和SF能在不对其他性能产生负面影响的前提下，改善浆体流动性并提高流动保持能力。 研究了PCE和SF对EHSG流变性能的影响。结果表明，SF的掺入降低了EHSG的黏度，但增大了动态屈服应力；PCE的加入降低浆体塑性黏度和动态屈服应力，但可能会增大剩余黏度。浆体流秒与动态屈服应力存在线性关系。通过水膜厚度、zeta电位、PCE吸附和SEM测试，分析了PCE和SF协同作用机理。 在EHSG中加入小尺寸聚丙烯（PP）纤维改善其性能。基本性能测试结果表明，PP纤维的加入会降低浆体流动度，影响浆体稳定性；适量PP纤维不仅可以改善试件折压比，还能抑制水分散失，减小干燥收缩。借助MIP、X-CT、SEM测试分析研究了EHSG的孔结构。研究表明，在EHSG中加入适量PP纤维是可行的。 将EHSG研究成果用于生产中试与现场灌浆。结果表明，EHSG具有良好的灌注性，可投入施工应用，但应注意拌合设备的选择和灌入温度的控制。 |
| 作者： | 方亦成 |
| 专业： | 材料科学与工程;土木工程材料 |
| 导师： | 张亚梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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