多孔水泥混凝土路面材料制备方法及性能研究

论文摘要

作为一种生态环保型建筑材料,多孔水泥混凝土是由特殊的配合比设计和制备工艺制成的具有大量连通孔隙的混凝土,既有一定的强度,又有一定的透水透气性。以它为铺装材料的透水性路面能够提高道路排水效率、减小城市内涝的可能性,提高汽车行驶的安全性和舒适性,吸收降低交通噪声,缓解城市热岛效应。本文的研究内容主要有以下几方面：第一,分析了多孔水泥混凝土的结构特点,借鉴填充包裹理论,提出了完整可靠的配合比设计方法。通过对比试验研究,分别确定了一次加料法搅拌工艺和捣实成型工艺的合理性。第二,提出了多孔水泥混凝土的强度形成理论,并针对水灰比、孔隙率与强度的关系进行了研究,推荐5～10mm的单粒径级配集料对应的水灰比最佳取值范围为0.22～0.26,目标孔隙率范围为15%～20%。以试验证明粉煤灰和硅灰对多孔水泥混凝土的增强作用,并根据试验结果得出结论,粉煤灰单掺的最佳比例为20%,硅灰单掺的最佳比例为6%,粉煤灰、硅灰双掺的最佳比例为10%、6%。第三,探索聚丙烯纤维在多孔水泥混凝土的增强效应,提出纤浆比为纤维掺量的控制指标。通过试验验证在掺入聚丙烯纤维后,多孔水泥混凝土的强度尤其是抗折强度增长比较明显,脆性降低,韧度增加。在聚丙烯纤维的掺量、规格、品种不同时,其增强效果将有所差异。第四,对多孔水泥混凝土的降噪、透水性能进行了研究,通过驻波管法测定吸声系数的试验,提出吸声性能最佳的有效孔隙率范围和厚度值,此外对透水性能也进行了试验分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外多孔水泥混凝土的研究及应用现状
• 1.2.1 国外研究及应用现状
• 1.2.2 国内研究及应用现状
• 1.3 存在问题与主要研究内容
• 1.3.1 存在问题
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 试验原材料及试验方法
• 2.1 试验原材料及其基本性能
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 粗集料
• 2.1.3 水
• 2.1.4 粉煤灰
• 2.1.5 硅灰
• 2.1.6 减水剂
• 2.1.7 聚丙烯纤维
• 2.2 制备方法
• 2.2.1 搅拌工艺
• 2.2.2 成型工艺
• 2.2.3 养护工艺
• 2.3 性能测试方法
• 2.3.1 抗压强度
• 2.3.2 抗折强度
• 2.3.3 抗冻性能
• 2.3.4 孔隙率
• 2.3.5 吸声系数
• 2.3.6 渗透系数
• 第三章 多孔水泥混凝土配合比设计方法与制备工艺研究
• 3.1 概述
• 3.2 多孔水泥混凝土配合比设计方法
• 3.2.1 配合比设计原则
• 3.2.2 配合比设计参数的确定
• 3.2.3 体积法配合比计算
• 3.2.4 试拌与调整
• 3.3 制备工艺的比较研究
• 3.3.1 搅拌工艺的比较研究
• 3.3.2 成型工艺的比较研究
• 本章小结
• 第四章 多孔水泥混凝土的力学性能研究
• 4.1 多孔水泥混凝土的结构特点及强度形成机理
• 4.2 水灰比对多孔水泥混凝土强度的影响
• 4.3 孔隙率对多孔水泥混凝土强度的影响
• 4.4 聚丙烯纤维对多孔水泥混凝土力学性能的影响
• 4.4.1 聚丙烯纤维在多孔水泥混凝土中的增强机理
• 4.4.2 掺聚丙烯纤维多孔水泥混凝土的制备注意事项
• 4.4.3 聚丙烯纤维对多孔水泥混凝土强度及抗弯拉模量的影响
• 4.5 矿质超细粉对多孔水泥混凝土强度的影响
• 4.5.1 粉煤灰（UFA）、硅灰（SF）在混凝土中的作用机理分析
• 4.5.2 单掺粉煤灰对多孔水泥混凝土强度的影响
• 4.5.3 单掺硅灰对多孔水泥混凝土强度的影响
• 4.5.4 双掺粉煤灰—硅灰对多孔水泥混凝土强度的影响
• 4.6 多孔水泥混凝土抗冻性能研究
• 4.7 多孔水泥混凝土耐磨性能研究
• 4.7.1 不同类型水泥路面的磨损特点
• 4.7.2 多孔水泥混凝土材料的耐磨性评价方法探讨
• 本章小结
• 第五章 多孔水泥混凝土降噪、透水性能研究
• 5.1 降噪性能
• 5.1.1 交通噪声基本知识
• 5.1.2 多孔水泥混凝土降噪机理分析
• 5.1.3 多孔水泥混凝土的吸声系数研究
• 5.2 透水性能
• 5.2.1 渗透系数及其测试方法
• 5.2.2 渗透系数的影响因素
• 5.2.3 有效孔隙率与渗透系数的关系
• 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望与进一步研究建议
• 参考文献
• 致谢