透水性聚丙烯纤维混凝土试验研究

论文摘要

透水性混凝土铺装能有效地解决普通混凝土给城市带来的诸多不利,弥补其缺点,是一种营造良好的城市声、光、热及生态环境的有效措施,尤其在补充地下水,使城市雨水资源化方面,更是具有长期的综合效益。在透水性混凝土中掺入聚丙烯纤维,能有效改善其使用性能,使之更好地发挥其优越性。本课题主要进行透水性聚丙烯纤维混凝土(简称PPF透水性混凝土)的试验研究。首先通过比较普通透水性混凝土与PPF透水性混凝土的抗压强度和透水系数,分析聚丙烯纤维掺入后对这两个最直接的使用性能的影响,初步验证将聚丙烯纤维掺入透水性混凝土的可行性,并且找出了满足工程要求的最优纤维掺量(1.2kg/m~3)及纤维长度(25mm),这时的7天抗压强度为23.53Mpa,28天抗压强度为40.25Mpa,透水系数为4.98 mm/s,均满足工程要求。然后分析了PPF透水性混凝土的耐久性,包括材料特性和抗冻融性能。主要通过测定最优配合比的PPF透水性混凝土的性能指标(包括抗冻融指标、导热系数等),分析聚丙烯纤维对透水性混凝土性能的抗冻融性能。并对其冻融破坏机理做出了详细的阐述。另外还推导了PPF透水性混凝土的温度场和温度应力,并借助于有限元软件求得了寒潮来袭时PPF透水性混凝土的温度和温度应力的变化情况。最后介绍了PPF透水性混凝土路面的施工工艺,与普通混凝土施工工艺基本相同,只需注意其多孔性及纤维的特殊要求。并对其进行了经济分析。掺入聚丙烯纤维能明显地改善透水性混凝土的整体性能,延长其使用寿命周期,为透水性混凝土铺装的推广应用奠定了理论基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 透水性混凝土的研究背景及其优越性
• 1.1.1 透水性混凝土的研究背景及现状
• 1.1.2 透水性混凝土铺装的优越性
• 1.2 聚丙烯纤维混凝土的研究背景及其优势
• 1.2.1 聚丙烯纤维混凝土的研究现状
• 1.2.2 聚丙烯纤维混凝土的优势
• 1.3 透水性聚丙烯纤维混凝土的研究现状
• 1.4 本课题的研究内容和意义
• 第2章 试验原材料、方法和仪器设备
• 2.1 试验原材料及配合比设计
• 2.1.1 原材料
• 2.1.2 配合比设计
• 2.2 性能测定方法和仪器
• 2.2.1 孔隙率测定方法
• 2.2.2 透水系数测定方法
• 2.2.3 抗压强度测定方法
• 2.2.4 抗冻融性能测定方法
• 2.2.5 导热系数测定方法
• 2.3 本章小结
• 第3章 透水性混凝土掺入聚丙烯纤维的可行性研究
• 3.1 试验方法
• 3.1.1 原材料及配合比设计
• 3.1.2 试件制备
• 3.2 性能测试
• 3.2.1 抗压强度测定
• 3.2.2 孔隙率测定
• 3.2.3 透水系数测定
• 3.3 结论与分析
• 3.3.1 PPF对透水性混凝土表面质量的影响
• 3.3.2 PPF对透水性混凝土抗压强度的影响
• 3.3.3 PPF对透水性混凝土透水系数的影响
• 3.3.4 最优纤维长度和掺量
• 3.4 本章小结
• 第4章 PPF透水性混凝土的耐久性分析
• 4.1 PPF透水性混凝土的材料学特性
• 4.1.1 水泥的特性
• 4.1.2 集料的特性
• 4.1.3 聚丙烯纤维的特性
• 4.2 抗冻融试验
• 4.2.1 试验结果
• 4.2.2 试验结果分析
• 4.3 冻融破坏机理分析
• 4.3.1 混凝土冻融破环机理
• 4.3.2 透水性混凝土冻融机理分析
• 4.4 透水性混凝土的温度场及温度应力分析
• 4.4.1 温度场分析
• 4.4.2 温度应力分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 PPF透水性混凝土路面的施工工艺及经济分析
• 5.1 PPF透水性混凝土路面的施工工艺
• 5.1.1 施工程序
• 5.1.2 施工注意事项
• 5.1.3 施工中的试验要求及相关技术分析
• 5.2 经济分析
• 5.2.1 价值工程原理
• 5.2.2 PPF透水性混凝土路面的经济效果分析
• 5.2.3 PPF透水性混凝土路面的社会效益
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论、建议与展望
• 6.1 结论
• 6.2 存在的问题及建议
• 6.3 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介
• 发表论文及参加科研情况