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海洋疏浚泥陶粒混凝土公路面层的试验与理论研究
| 论文题名： | 海洋疏浚泥陶粒混凝土公路面层的试验与理论研究 |
| 关键词： | 疏浚泥;陶粒;混凝土;公路面层 |
| 摘要： | 海洋疏浚泥陶粒混合骨料混凝土是用陶粒和碎石作为粗骨料制作的混凝土。混合骨料混凝土中使用疏浚泥陶粒，一方面可以降低黏土、页岩等自然资源的消耗，减小对自然环境的破坏，另一方面可以大量利用海洋疏浚废弃物，减少倾倒和处理疏浚泥带来的环境问题，变废为宝，具有很大的社会效益。 本文综述了国内外疏浚泥综合利用的现状，以及混合骨料混凝土的研究进展，评价了疏浚泥陶粒的路用特点。 试验研究中，首先，对混合骨料的原材料进行了选择，依据规范进行了材料的性能试验。其次，对各种试验方法进行了分析和比较，选择了正交试验方法进行试验，研究了影响混合骨料混凝土的各种因素，对各因素进行了评价，最终选择陶石比和振捣时间为两个主要因素，分别选定了5个水平，制定了正交试验方案。第三，根据轻集料混凝土配合比设计方法，结合普通骨料混凝土的配合比设计，进行了混合骨料混凝土配合比的设计。最后，在实验室中进行了混合骨料混凝土的试验，分别研究了陶石比、振捣时间对物理力学性能、抗冻性能、体积变形性能的影响。结果表明：当陶石比为1/1左右时，路用性能较好，混合骨料混凝土的物理力学性能较好，比强度最高，轻质高强性能最好。当振捣时间为15s左右时，混合骨料混凝土的拌合物工作性和物理力学性能最好。在最佳陶石比和振捣时间范围内制作混合骨料混凝土的抗冻性能和收缩性能也比较好。 本文进行了一定的理论探讨。在细观层面上，将混合骨料混凝土看成是碎石、碎石与水泥石界面、水泥石、疏浚泥陶粒、疏浚泥陶粒与水泥石界面组成的五相复合材料。通过大量的计算机试验，得出了体积级配与剖面面积级配、体积率与面积率的函数关系式，认为面积率与体积率满足一定的线性关系，体积级配与面积级配基本一致，给出了符合实际情况的剖面级配的建立方法。基于蒙特卡罗随机取样原理，根据碎石和陶粒的分计筛余曲线，应用“取和放”的方法，建立了符合真实混凝土的二维随机骨料分析模型，将其剖分为四边形有限元网格，进而把给定的骨料、砂浆和界面层的力学性能分配给相应的单元，从而建立了数值模拟试验所需要的数字试件。 论文给出了疏浚泥陶粒混合骨料混凝土路面的设计方法以及施工的注意事项。结合具体试验路段，给出了面层厚度的建议值和施工建议。经济性评价表明，本文提出的海洋疏浚泥陶粒混凝土面层，价格略高于普通混凝土面层，这种新型的路面材料，不但可以大量消耗海洋疏浚废弃物，而且给路面带来了一些优异的性能。在最后，还对疏浚泥陶粒应用于桥梁和高速公路房建中进行了探讨。 |
| 作者： | 李志伟 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 焦双健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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