论文题目: 铁路预应力桥梁超细粉煤灰高性能混凝土的研究与应用
论文类型: 博士论文
论文专业: 道路与铁道工程
作者: 李益进
导师: 周士琼
关键词: 超细粉煤灰,高性能混凝土,预应力梁,铁路,应用
文献来源: 中南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在桥梁结构向大跨、重载、轻质、高强、耐久方向发展的今天，高性能混凝土成为混凝土桥梁的首选材料。超细粉煤灰(UFA)采用电收尘气流分选工艺收集，细度达到500m~2／kg以上，是一种可用于配制高性能混凝土的优质矿物掺合料。但由于我国相关规范的规定，粉煤灰在预应力梁尤其是铁路预应力桥梁中的应用受到限制，一般在预应力混凝土梁中拒掺粉煤灰。本文针对工程技术人员的疑虑开展研究。突破现行国家标准的规定，以25％的UFA等量取代水泥，成功配制出了铁路预应力梁用高性能混凝土，并首次应用于我国铁路预应力混凝土桥梁。 论文的主要工作及成果如下： 1、系统研究了超细粉煤灰的物理性能、形貌、Zeta电位等粉体性能，探讨了其水化硬化行为。发现超细粉煤灰高性能混凝土(UFA-HPC)的早期强度取决于W／C而后期强度决定于W／B。利用超细粉煤灰的粉体效应，特别是减水增强效应，可补偿由于掺UFA引起的混凝土早期强度降低。优化配制的C50～C80超细粉煤灰高性能混凝土工作性能好，应力—应变全曲线形状与同强度等级普通高强混凝土接近，弹性模量较高，徐变收缩较小，耐久性能优异。满足铁路预应力混凝土桥梁的要求。 2、开展了C50～C80超细粉煤灰高性能混凝土模型梁疲劳性能试验研究。在国内首次证明以20～40％的UFA等量取代水泥，生产的超细粉煤灰高性能混凝土预应力梁疲劳性能满足规范要求。经过200万次疲劳试验梁体未开裂，处于弹性阶段，位移和应变随荷载的增加呈良好的线性关系。基频测试结果也表明梁体的刚度基本不变，梁体受力性能稳定。从结构动力学性能方面为超细粉煤灰在铁路预应力梁中的应用提供了技术支持。 3、综合考虑混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能和桥梁结构的疲劳性能，确定超细粉煤灰掺量以等量取代25％的水泥为宜。该成果首次应用于我国铁路预应力混凝土桥梁，粉煤灰掺量突破了现行国家标准的规定，为有关规范的修改、制定提供了科学依据。 4、研究了矿物掺合料、外加剂及反应温度对复合水泥基材料水化历程的影响，建立了复合水泥基材料的水化动力学方程及超细粉煤灰水泥浆体水化程度和宏观性能之间的关系式。矿物掺合料自身的水
论文目录:
第一章 绪论
1.1 问题的提出
1.2 研究的意义
1.3 论文的主要研究内容
1.4 论文的主要创新点
第二章 文献综述
2.1 高性能混凝土的发展
2.2 超细粉煤灰的开发研究
2.2.1 粉煤灰的研究进展
2.2.2 粉煤灰的作用效应
2.2.3 粉煤灰活性的激发
2.2.4 粉煤灰对水泥水化的影响
2.2.5 粉煤灰混凝土的水化过程与水化产物
2.2.6 水化热与混凝土温升
2.2.7 粉煤灰水泥基材料的水化动力学
2.3 高性能混凝土在桥梁工程中的应用
2.3.1 国外应用情况
2.3.2 国内应用情况
2.4 超细粉煤灰在高性能混凝土中的应用
第三章 超细粉煤灰的性能及其作用机理
3.1 超细粉煤灰产品的开发
3.1.1 原状粉煤灰收集工艺
3.1.2 分选工艺流程
3.1.3 UFA产品生产工艺
3.2 超细粉煤灰的物理、化学特性
3.2.1 物理性能
3.2.2 超细粉煤灰的粒径分布
3.2.3 超细粉煤灰的矿物特征
3.2.4 超细粉煤灰的颗粒形貌
3.2.5 超细粉煤灰的zeta电位
3.3 超细粉煤灰与高效减水剂及不同水泥的适应性
3.4 超细粉煤灰水泥基材料的水化与硬化行为
3.4.1 原材料
3.4.2 试验方案
3.4.3 试验方法
3.4.4 硬化浆体化学结合水量
3.4.5 硬化浆体抗压强度
3.4.6 硬化浆体XRD分析
3.4.7 硬化浆体SEM分析
3.4.8 硬化浆体的孔结构
3.4.9 超细粉煤灰在硬化浆体中的作用效应
3.5 本章小结
第四章 超细粉煤灰水泥基材料的水化动力学研究
4.1 概述
4.2 原材料及试验方法
4.2.1 原材料
4.2.2 试验方法
4.3 试验结果及分析讨论
4.3.1 复合水泥基材料的水化历程
4.3.2 复合水泥基材料的水化动力学
4.4 超细粉煤灰高性能混凝土的绝热温升
4.4.1 测试原理及试验设备
4.4.2 试验材料及混凝土配合比
4.4.3 试验结果分析与讨论
4.4.4 混凝土绝热温升的理论计算
4.5 本章小结
第五章 超细粉煤灰高性能混凝土配制技术及性能
5.1 超细粉煤灰高性能混凝土的配制技术
5.1.1 HPC的配合比设计原则
5.1.2 配合比设计方法、思路
5.2 超细粉煤灰高性能混凝土的试配
5.2.1 原材料
5.2.2 试验方法
5.2.3 粉煤灰高性能混凝土拌合物的性能
5.2.4 粉煤灰高性能混凝土试验结果汇总
5.3 影响超细粉煤灰高性能混凝上性能的因素分析
5.3.1 影响强度的因素分析
5.3.2 弹性模量
5.3.3 混凝土钢筋握裹力
5.3.4 抗剪强度
5.3.5 徐变试验
5.3.6 干缩试验
5.3.7 超细粉煤灰的护筋性
5.3.8 超细粉煤灰高性能混凝土的抗冻性能
5.3.9 超细粉煤灰高性能混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能
5.3.10 抗裂性能
5.4 超细粉煤灰高性能混凝土的压应力-应变全曲线试验研究
5.4.1 试验概况
5.4.2 试验结果及分析
5.5 超细粉煤灰高性能混凝土配合比参数的选择
5.5.1 超细粉煤灰最优掺量的确定
5.5.2 超细粉煤灰高性能混凝土其它配比参数的选择
5.6 本章小结
第六章 铁路预应力超细粉煤灰高性能混凝土模型梁疲劳性能研究
6.1 前言
6.2 模型试验设计
6.2.1 模型梁材料参数和试验内容
6.2.2 模型梁设计参数、测试方法及荷载
6.2.3 疲劳试验
6.2.4 破坏试验
6.3 模型梁疲劳试验结果及分析
6.3.1 模型梁位移
6.3.2 模型梁应变
6.3.3 模型梁在不同疲劳加载次数后的基频
6.4 模型梁的破坏荷载
6.5 本章小结
第七章 超细粉煤灰高性能混凝土在铁路预应力桥梁中的应用
7.1 前言
7.2 超细粉煤灰高性能混凝土配合比
7.2.1 试验用原材料
7.2.2 混凝土配合比
7.2.3 混凝土的养护
7.3 高性能混凝土性能
7.3.1 新拌混凝土性能
7.3.2 混凝土的强度和弹性模量
7.3.3 混凝土的徐变和干缩
7.3.4 现场实梁混凝土的渗透性能
7.4 实梁静载试验
7.4.1 混凝土立方体抗压强度和弹性模量
7.4.2 跨中挠度
7.4.3 跨中截面应变
7.5 实桥观测
7.6 本章小结
第八章 结论
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的主要研究成果
发布时间: 2006-11-16
参考文献
- [1].超大跨径混合梁斜拉桥宽箱梁高性能混凝土防裂技术与耐久性研究[D]. 查进.武汉理工大学2008
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