防冻外加剂对客运专线用高性能混凝土性能的影响研究

论文摘要

在严寒地区,寒冷的气候不仅大大延误了施工周期,而且对已成型的混凝土冰冻、盐冻等破坏致使工程的寿命急剧下降。当混凝土过早的受冻后水化就会停止,强度增长也随之停止,留在混凝土内部的游离水分越多,结冰后产生的冻胀应力就越大,混凝土就容易造成破坏。研究发现,只要使只要新浇混凝土保持正温一定时间,让混凝土达到受冻临界强度,则恢复正温后混凝土强度可持续增长并达到设计强度等级95%以上,因此负温混凝土中防冻剂的加入至关重要。本文主要研究了复合防冻盐类（CH3OH、Ca（NO3）2、Ca（NO2）2和CaCl2等）和成品防冻剂（PCA、PCB）引入掺加高效减水剂和高掺量粉煤灰的实际工程混凝土中,其混凝土拌合物的含气量和硬化混凝土的力学性能、渗透性以及抗冻性。研究表明,复合防冻盐类中CaCl2的加入提高了混凝土拌合物的含气量,但对两种复合盐类混凝土拌合物的影响效果不同;粉煤灰的引入有效抑制了混凝土中的含气量,随着粉煤灰取代量的增加,其混凝土拌合物含气量逐渐降低。CaCl2对负温混凝土的内部结构形成影响具有双面性。CaCl2的加入在提高了混凝土早期强度和内部孔结构的发展同时,也同时改变着混凝土内部的孔结构,当CaCl2的掺量为75%时,两种防冻盐类混凝土的力学性能及耐久性能均最好,这两种作用达到最佳的平衡效果。粉煤灰等量取代水泥后,混凝土的早期强度发展缓慢且在负温养护时含冰量增加,对负温盐类混凝土有很大的不利影响。随着粉煤灰取代量的增大,负温混凝土的力学性能和耐久性能逐渐降低。相比之下,相同掺量CaCl2或相同粉煤灰取代量的Ca（NO3）2型复合盐类混凝土的力学性能和耐久性能均好于Ca（NO2）2型。PCB防冻剂引入到实际工程中的混凝土的力学性能和耐久性能好于PCA混凝土,这与按标准对防冻剂检测的结果不一致。对于成品防冻剂选用,不能仅根据检测标准得到的性能指标来评价防冻剂的优劣,应客观的考虑到实际工程应用中混凝土防冻剂与其他外加剂及矿物掺和料相融合的综合情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 防冻剂概述
• 1.2.1 防冻剂的定义
• 1.2.2 防冻剂的种类
• 1.2.3 防冻剂的发展情况
• 1.3 负温混凝土国内外研究现状
• 1.3.1 负温混凝土的基本概念及分类
• 1.3.2 负温混凝土的理论进展
• 1.3.3 负温混凝土力学结构与性能研究进展
• 1.4 存在的主要问题
• 1.5 本课题的研究内容
• 第2章 试验原材料与试验方法
• 2.1 原材料
• 2.2 试验装置及测试方法
• 2.2.1 防冻剂混凝土性能检测的试验装置及测试方法
• 2.2.2 负温混凝土试件的制备与测试方法
• 第3章 复合防冻盐类高性能混凝土性能的研究
• 3.1 引言
• 3.2 试验方案
• 3.3 复合防冻盐类对混凝土拌合物含气量的影响
• 3）₂ 型复合盐类混凝土含气量'>3.3.1 Ca（NO₃）₂型复合盐类混凝土含气量
• 2）₂ 型复合盐类混凝土含气量'>3.3.2 Ca（NO₂）₂型复合盐类混凝土含气量
• 3.3.3 不同粉煤灰取代量复合盐类混凝土含气量
• 3.4 复合防冻盐类高性能混凝土力学性能研究
• 2 掺量的复合盐类混凝土力学性能'>3.4.1 不同CaCl₂掺量的复合盐类混凝土力学性能
• 3.4.2 不同粉煤灰取代量的复合盐类混凝土力学性能
• 3.5 复合防冻盐类高性能混凝土的渗透性
• 3）₂ 型复合盐类混凝土的渗透性'>3.5.1 Ca（NO₃）₂型复合盐类混凝土的渗透性
• 2）₂ 型复合盐类混凝土的渗透性'>3.5.2 Ca（NO₂）₂型复合盐类混凝土的渗透性
• 3.5.3 粉煤灰取代量对复合盐类混凝土的渗透性的影响
• 3.6 复合防冻盐类高性能混凝土的抗冻性
• 2掺量的Ca（NO₃）₂ 型复合盐类混凝土抗冻性'>3.6.1 不同CaCl₂掺量的Ca（NO₃）₂型复合盐类混凝土抗冻性
• 2掺量的Ca（NO₂）₂ 型复合盐类混凝土抗冻性'>3.6.2 不同CaCl₂掺量的Ca（NO₂）₂型复合盐类混凝土抗冻性
• 2）₂ 型复合盐类混凝土抗冻性'>3.6.3 不同粉煤灰取代量的Ca（NO₂）₂型复合盐类混凝土抗冻性
• 3.7 本章小结
• 第4章 成品防冻剂高性能混凝土性能的影响研究
• 4.1 成品防冻剂性能初探
• 4.1.1 混凝土拌合物的性能指标测试
• 4.1.2 混凝土的力学性能指标测试
• 4.1.3 混凝土耐久性指标测试
• 4.1.4 防冻剂综合性能指标评价
• 4.2 成品防冻剂混凝土试验制备方案
• 4.3 成品防冻剂对哈齐客专用混凝土含气量的影响
• 4.4 成品防冻剂对哈齐客专用混凝土力学性能的影响
• 4.4.1 PCA 防冻剂对客运专线用混凝土力学性能的研究
• 4.4.2 PCB 防冻剂对工程用混凝土力学性能的研究
• 4.5 成品防冻剂对哈齐客专用混凝土渗透性能的影响
• 4.5.1 PCA 防冻剂对客运专线用混凝土渗透性的研究
• 4.5.2 PCB 防冻剂对工程用混凝土渗透性的研究
• 4.6 成品防冻剂对工程用混凝抗冻性能的影响
• 4.6.1 PCA 防冻剂对工程用混凝土抗冻性的影响
• 4.6.2 PCB 防冻剂对客运专线用混凝土抗冻性的影响
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢