缓凝微膨胀道路基层水泥性能调控研究文献综述
2020-04-15 20:30:32
近三十年,我国开展了规模浩大的交通基础建设。截至2015年底,高速公路的通车里程已经达到了12.35万公里,基本建成国家高速公路网。而未来中国路网建设将向纵深发展,公路里程和等级逐步提升。然而调查表明,我国混凝土道路设计寿命为10-30年,服役寿命却只有5-8年;沥青混凝土路面寿命也大多达不到设计标准。为提高路面的使用性能,目前大部分研究工作主要集中于面层,而忽略了对基层特别是其长期性能的研究,使得设计理论不能完全反映路面的实际使用状况。
路面长期使用性能主要与路基和基层有关,良好的路基和基层是保证路面良好运营的前提,沙庆林院士说过“优质的基层是关键”,因而对路面基层的承载力、抗裂性以及抗冲刷性能的研究极其重要。从国内多年应用情况来看,半刚性材料占到各等级公路路面基层材料用量的95%以上,而在半刚性材料里,水泥稳定基层占所有基层结构形式的80%以上。然而水泥稳定类基层极易产生密集的裂缝,这是由于水泥受到温度收缩、干燥收缩和化学收缩的影响,当收缩应力大小超过材料的极限抗拉强度,会产生收缩裂纹,导致基层发生开裂破坏,基层裂缝会反射到面层形成反射裂缝,最终导致路面整体发生破坏。
同时,随着32.5级复合硅酸盐水泥逐渐被淘汰,路面基层材料设计已无合适的水泥可用。因此,研制一种具有微膨胀性(补偿收缩)和较长凝结时间的基层专用水泥,对克服水泥稳定粒料路面基层材料抗裂性差、延迟成型时间短的问题具有重要的现实意义。
国内对于道路基层稳定专用水泥的研究基本都是处在研究阶段,工程应用较少。当前,延长水泥凝结时间的主要方法是加入不同成分的缓凝剂,从而制备出具有不同缓凝时间的硅酸盐水泥。例如丁立功等以熟料、矿渣、粉煤灰和石膏为原料,掺入磷肥渣作为缓凝剂,生产32.5级路基缓凝水泥,初凝时间最长为5个小时,终凝时间最长为6个小时35分钟。沈卫国等制备出了一种具有凝结时间长和微膨胀性能的粒料土稳定专用水泥,由重量20%-25%硅酸盐水泥熟料、55%-62%的粒化高炉矿渣、8%-14%石膏、8%-10%石灰石配成的重量百分数总和100%的混合料和外加混合料0.05%的固化素组成,终凝时间在5h以上,28天净浆膨胀率1‰-1.5‰。据实验结果表明,这些水泥凝结时间长,抗折强度较高,有一定微膨胀性。
目前,结合我国道路交通现状开发相应的水泥基路面基层材料十分紧迫。
针对道路基层对缓凝、抗裂、抗冲刷的要求,本文研究胶凝相-膨胀元-缓凝组分物相调控与水化、膨胀、强度发展协同机制,研制缓凝膨胀道路基层专用水泥,该水泥不仅能补偿收缩、延长缓凝时间,同时也能大幅提升路面的使用性能,对提升我国道路工程的整体服役水平具有重要意义。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}1.研究目标
为延长道路服役寿命,增加路面使用价值,本文从水泥基层入手,研制缓凝微膨胀水泥基层,建立熟料-混合材(粉煤灰、矿粉)-石膏体系,弥补收缩,延长缓凝时间。
2.主要内容
①.查阅不少于15篇相关文献资料,其中近5年英文文献不少于3篇,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响,完成开题报告;
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