热环境下保水剂对混凝土性能的影响研究

论文摘要

混凝土是土建工程的重要建筑材料之一,随着我国西部交通事业的快速发展,高地热特长隧道不断涌现,西部山区特有的地形地貌对隧道中混凝土的应用提出了更高的要求,本文以大瑞铁路高黎贡山隧道项目为依托,根据高温地热环境的特殊性,在混凝土中掺入保水剂和矿物掺合料,研究它们对混凝土性能的改善情况及其作用机理。本文主要采用的方法为对比试验研究。主要试验内容为测定新拌混凝土坍落度、泌水性、表观密度、含气量,测试不同养护条件下混凝土的抗压强度、抗折强度、表观密度等,并辅以复合胶凝材料的力学性能及非蒸发水含量试验。通过对试验结果分析,研究保水剂与矿物掺合料对混凝土性能的改善规律及其作用机理。通过研究发现,保水剂的掺入,使混凝土的坍落度、泌水、含气量、表观密度与不掺的相比,有较大变化,特别是坍落度及泌水性,表现在混凝土粘聚性增加,降低了混凝土的坍落度和泌水情况,使得混凝土硬化前堆积变得更紧密。在亚高温干燥养护条件下,普通混凝土的抗压和抗折强度7天后便不增长或开始下降,而掺入保水剂与矿物掺合料时,混凝土后期强度能够得到保证,矿物掺合料的后期潜力也能正常发挥。主要原因在于保水剂和矿物掺合料的参与改善了混凝土的孔隙分布,使得混凝土密实度增加,保住了混凝土内部水分,促进胶凝材料的后期水化作用。从胶凝材料的力学性能及非蒸发水含量试验可知,保水剂与矿物掺合料的参与不能直接促进水泥水化。在亚高温干燥养护条件下,胶凝材料浆体内部孔隙较为均匀。胶凝材料浆体在干燥环境下容易因失水而发生干燥收缩,破坏了浆体的内部结构,这与混凝土不同。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 保水剂的发展和研究现状
• 1.2.1 保水剂的发展过程
• 1.2.2 保水剂的分类
• 1.2.3 保水剂的作用机理
• 1.3 矿物掺合料综述
• 1.3.1 粉煤灰效应
• 1.3.2 矿渣效应
• 1.4 本文的主要研究目的和内容
• 1.5 本文结构
• 第2章 材料分析及试验方案
• 2.1 试验用原材料分析
• 2.1.1 骨料分析
• 2.1.2 水泥、矿渣、粉煤灰
• 2.1.3 保水剂、减水剂
• 2.2 试验思路和方案及方法
• 2.2.1 试验思路
• 2.2.2 试验方案
• 2.2.3 试验养护和处理
• 第3章 保水剂对混凝土工作性能的影响
• 3.1 混凝土试验配合比计算
• 3.2 新拌混凝土的拌制方法
• 3.3 新拌混凝土的工作性能
• 3.3.1 坍落度及坍落度损失
• 3.3.2 泌水量及泌水率
• 3.3.3 表观密度
• 3.3.4 含气量
• 3.4 本章小结
• 第4章 混凝土的力学性能
• 4.1 引言
• 4.2 测试方法
• 4.2.1 立方体抗压强度
• 4.2.2 混凝土劈裂抗拉强度
• 4.3 混凝土立方体抗压强度结果与讨论
• 4.3.1 龄期的影响
• 4.3.2 养护条件的影响
• 4.3.3 保水剂掺量
• 4.3.4 矿渣掺量的影响
• 4.3.5 矿渣和粉煤灰掺量的影响
• 4.3.6 小结
• 4.4 混凝土劈裂抗拉强度的结果及分析
• 4.4.1 龄期的影响
• 4.4.2 养护条件的影响
• 4.4.3 保水剂掺量
• 4.4.4 矿渣掺量的影响
• 4.4.5 矿粉和粉煤灰掺量的影响
• 4.4.6 小结
• 4.5 灰色关联理论分析
• 4.5.1 灰色关联分析理论介绍
• 4.5.2 计算结果及分析
• 4.5.3 小结
• 第5章 混凝土表观密度及偏光镜试验
• 5.1 表观密度试验方法
• 5.2 硬化混凝土表观密度测试结果及分析
• 5.2.1 保水剂掺量
• 5.2.2 养护条件的影响
• 5.2.3 粉煤灰和矿渣的影响
• 5.2.4 小结
• 5.3 混凝土强度分析及讨论
• 5.3.1 孔隙的改善作用
• 5.3.2 干缩的改善作用
• 第6章 复合胶凝材料的力学性能及非蒸发水含量试验
• 6.1 引言
• 6.2 试验方法
• 6.2.1 水泥基材净浆体抗压强度试验
• 6.2.2 水泥基材浆体的抗折试验
• 6.2.3 非蒸发水含量试验
• 6.3 水泥基材浆体力学结果与讨论
• 6.3.1 养护条件的影响
• 6.3.2 水灰比的影响
• 6.3.3 矿渣掺量的影响
• 6.3.4 粉煤灰掺量的影响
• 6.3.5 双掺掺量的影响
• 6.4 非蒸发水含量计算结果及分析
• 6.4.1 养护条件
• 6.4.2 水灰比的影响
• 6.4.3 矿渣掺量的影响
• 6.4.4 粉煤灰掺量
• 6.4.5 矿渣和粉煤灰掺量
• 6.5 本章小结
• 结论及展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与科研项目及发表论文