道路水泥混凝土耐久性与微观结构关系及改进技术研究

摘要

水泥混凝土路面因其众多优点已被广泛应用，由于路面水泥混凝土长期暴露在自然环境中，使用寿命受自然因素和行车荷载影响，具有良好的耐久性才能保证其在服役期间的服务水平，因此路面水泥混凝土的耐久性问题是目前混凝土材料研究的主要方向之一。决定道路水泥混凝土宏观耐久性能的因素较多，除了受原材料和配合比的影响，前人的研究证明，混凝土硬化后形成的微观结构是影响其耐久性的本质内在因素。
　　本文基于道路水泥混凝土的基本要求，通过变化混凝土配合比中引气剂的剂量，配制了具有不同微观结构的道路水泥混凝土。微观试验主要采用压汞法、光学法和电子显微镜扫描法测试各组道路水泥混凝土微观孔隙结构参数、孔隙结构分布及水泥浆体、界面过渡区域的形貌;宏观试验主要采用快速冻融法和电通量法测试各组道路水泥混凝土抗冻性与抗渗透性能。
　　主要分析了各孔隙结构指标和微观形貌对道路水泥混凝土抗冻性与抗渗透性能的影响规律，并针对黑龙江地区的道路水泥混凝土推荐了各孔隙结构参数的合理取值范围。同时，基于微观层面提出了改善路面水泥混凝凝土微观孔隙结构，进而提高其宏观耐久性能的措施，主要是添加矿物掺合料粉煤灰、纳米SiO2、纳米TiO2和改变水胶比的方式。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 微观结构表征方法研究

1．2．2 微观结构与抗渗性关系研究

1．2．3 微观结构与抗冻性关系研究

1．3 主要研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

2 试验原材料及试验配合比设计

2．1 试验原材料

2．1．1 水泥

2．1．2 细集料

2．1．3 粗集料

2．1．4 外加剂

2．1．5 拌合水

2．2 配合比设计

2．2．1 基准配合比设计

2．2．2 基准配合比验证

2．2．3 试验配合比设计

2．3 混凝土力学性能

2．4 本章小结

3 道路水泥混凝土微观结构表征及测试

3．1 道路水泥混凝土微观孔隙结构

3．1．1 混凝土孔隙结构的形成

3．1．2 混凝土孔隙结构的表征

3．1．3 混凝土孔隙结构测试方法

3．2 道路水泥混凝土微观结构形貌

3．2．1 混凝土微观形貌的形成

3．2．2 混凝土微观结构形貌的表征

3．2．3 混凝土微观结构形貌测试方法

3．3 微观试验结果分析

3．4 本章小结

4 道路水泥混凝土微观结构与耐久性关系

4．1 道路水泥混凝土宏观耐久性试验

4．1．1 道路水泥混凝土抗渗透性试验

4．1．2 道路水泥混凝土抗冻性试验

4．2 道路水泥混凝土孔隙结构对耐久性的影响

4．2．1 混凝土孔隙结构对混凝土抗渗透性的影响

4．2．2 混凝土孔隙结构对混凝土抗冻性的影响

4．3 道路水泥混凝土孔隙分布对耐久性的影响

4．3．1 孔隙结构分布对抗渗透性能的影响

4．3．2 孔隙结构分布对抗冻性能的影响

4．4 道路水泥混凝土微观形貌对耐久性的影响

4．4．1 水泥浆体形貌对耐久性能的影响

4．4．2 过渡区域对混凝土耐久性能的影响

4．5 本章小结

5 基于微观结构改善道路水泥混凝土耐久性措施

5．1 改善混凝土微观结构的因素研究

5．1．1 试验材料及配合比

5．1．2 改善混凝土微观孔隙结果分析

5．1．3 改善混凝土微观形貌结果分析

5．2 基于微观结构改善混凝土耐久性能的建议措施

5．3 本章小结

结论与展望

主要结论

进一步研究建议

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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