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高体积稳定性梯度结构混凝土管片保护层材料的研究与应用
| 论文题名： | 高体积稳定性梯度结构混凝土管片保护层材料的研究与应用 |
| 关键词： | 水泥基复合材料;MIF材料;混凝土保护层;梯度结构混凝土管片;长江隧道工程;混凝土管片保护层;隧道管片材料结构设计 |
| 摘要： | 本论文依托武汉长江隧道工程和国家“863”计划项目《高抗渗长寿命大管径隧道管片材料结构设计与工程应用》，针对目前普通混凝土耐久性不足、跨江海隧道环境恶劣以及耐久性要求高等现状，以提高混凝土保护层材料耐久性为目标，从提高水泥基材料基体密实度、消除水泥基复合材料本体缺陷两方面入手，研发一种具有高体积稳定性、高抗渗、高致密材料——无细观界面过渡区水泥基复合材料(Meso Interfacial Transition Zone Free Cement-based Material，简称：MIF材料)作为混凝土保护层材料，分析其体积稳定性及相关性能进行系统研究，并成功应用于梯度结构混凝土管片(Gradient Structure Concrete Segment，简称GSCS)的制备。主要取得以下结论： 1、基于胶凝材料组分的次第水化理论，通过界面和孔结构优化、引入纳米尺度材料，研发出改善混凝土体积稳定性、优化混凝土界面、优化孔结构的混凝土掺合料SM。采用75％～85％的高钙高硅质材料组分以及15％～25％的高硅质纳米级粉体材料复合而成的保护层混凝土掺合料SM，能够降低水泥基材料水化热，减小干燥收缩与自收缩，减小孔隙率，提高水泥基材料的密实度。 2、从体积稳定性、强度、耐久性等角度出发，研发出MIF材料作为管片保护层材料，MIF材料剔除传统混凝土中的粗骨料，以坚硬的细颗粒石英砂为骨架，未水化水泥颗粒、掺合料颗粒、水化产物均匀分布于孔隙中的一种密实填充结构，使得材料细观缺陷进一步细化或消除。MIF材料工作性优良；28d强度达到C60～C80；C1-扩散系数最低可达0.37×10-3m2/s，比高性能混凝土体系提高了一个数量级；通过引入减缩抗裂组分，MIF材料干燥收缩变形控制在300×10-6～500×10-6之间，材料抗裂性大为增强。 3、根据梯度结构的设计原理和武汉长江隧道盾构混凝土管片的工程特性，以MIF材料作为保护层材料制备出梯度结构混凝土管片GSCS，并进行管片性能检测。与普通管片相比，GSCS强度更高，保护层混凝土强度达到C60，结构层达到C50；混凝土管片的体积稳定性良好，抗裂性能、抗渗性能均优于普通管片。 |
| 作者： | 鄢佳佳 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 邢伟宏;马保国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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