高地温环境对隧道衬砌凝土性能影响研究

论文摘要

本论文中课题是基于高地温地区深埋特长隧道灾害治理及修建关键技术的研究,按照国家试验规范和操作规程,近似模拟高地温环境对混凝土进行养护,主要目的是为了考察高地温环境下影响下,衬砌混凝土原材料选择、衬砌混凝土配制参数确定及配合比设计、基本力学性能和衬砌混凝土的耐久性。(1)分析了高温环境对混凝土原材料的影响以及对原材料的要求,对高温环境下衬砌混凝土原材料进行选择,按照规范要求进行配合比的设计,并考察试配出的混凝土拌合物的性能。(2)重点研究该配合比衬砌混凝土的基本力学性能,包括抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量。分析高温养护条件对混凝土力学性能的影响,考察掺入粉煤灰和矿渣粉两种掺合料后对这种影响的作用效果。试验证明,高温养护条件可以提高混凝土前期的抗压强度,但会使后期的强度低于常温养护的混凝土。掺入粉煤灰和矿渣粉之后可以降低这种影响,尤其是粉煤灰,可以很好地补偿混凝土的后期强度。高温养护对于混凝土的劈裂抗拉强度和弹性模量的影响与对抗压强度的影响类似,但是掺入掺合料之后没有发现有补偿作用,相反地,有些还会产生负效应。(3)选择JJF(掺加减水剂和20%粉煤灰)的混凝土研究耐久性,通过试验考察高温与常温两种养护条件下混凝土的抗硫酸盐侵蚀和抗碳化能力。试验数据表明,高温养护比常温养护的混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力要强(30次、60次循环)；高温养护加速了混凝土的碳化,对抗碳化能力有不利影响。(4)通过对作用机理的研究,分析高温养护和掺入掺合料对衬砌混凝土力学性能和耐久性产生影响的原因。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 隧道热害的国内外研究现状
• 1.3 试验
• 1.3.1 试验内容
• 1.3.2 研究步骤与方法
• 1.3.3 论文中的试验工作
• 1.4 论文主要内容
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 主要研究思路
• 1.4.3 关键技术
• 第2章 原材料性能选择研究
• 2.1 高温环境对各种材料的影响
• 2.1.1 高温环境对水泥的影响
• 2.1.2 高温环境对骨料的影响
• 2.1.3 高温环境对外加剂的影响
• 2.1.4 高温环境对掺合料的影响
• 2.2 材料需要满足的要求及选用
• 2.2.1 水泥分析
• 2.2.2 细骨料分析
• 2.2.3 粗骨料分析
• 2.2.4 减水剂
• 2.2.5 掺合料
• 2.3 小结
• 第3章 高温环境下衬砌混凝土配合比设计研究
• 3.1 高温环境下衬砌混凝土配置参数确定
• 3.1.1 规范要求
• 3.1.2 确定配置参数
• 3.2 配合比设计研究
• 第4章 基本力学性能研究
• 4.1 试件及养护
• 4.1.1 配方
• 4.1.2 养护及龄期
• 4.2 混凝土抗压试验及结果分析
• 4.3 混凝土劈拉试验及结果分析
• 4.4 混凝土的弹性模量试验及结果分析
• 4.5 作用机理及原因分析
• 4.5.1 粉煤灰的作用机理及原因分析
• 4.5.2 矿渣的作用机理及原因分析
• 4.5.3 养护温度对混凝土强度的影响
• 4.5.4 温度对硬化混凝土强度的影响
• 4.5.5 混凝土的劈裂抗拉强度
• 4.5.6 混凝土弹性模量
• 第5章 在高温环境下的耐久性研究
• 5.1 混凝土的耐久性
• 5.2 抗硫酸盐侵蚀试验
• 5.2.1 试件制作
• 5.2.2 试验设备和试剂
• 5.2.3 养护条件
• 5.2.4 干湿循环试验步骤
• 5.2.5 试验数据及结论
• 5.3 碳化试验
• 5.3.1 试件制作及试验设备
• 5.3.2 养护条件
• 5.3.3 碳化步骤
• 5.3.4 试验数据及结论
• 5.4 作用机理及原因分析
• 5.4.1 混凝土的碳化
• 5.4.2 混凝土的硫酸盐侵蚀
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献