微/纳米火山灰对水泥混凝土早期开裂影响研究

摘要

水泥混凝土路面相对于沥青路面具有高承载力的优势，因此广泛应用于机场、港口和矿区等重载道路。水泥混凝土早期会产生收缩变形，在内外约束下会产生早期裂缝，影响水泥路面板的承载力和耐久性，如何控制水泥混凝土路面板早期裂缝是水泥混凝土路面研究中的前沿课题。
　　针对此问题，通过在水泥混凝土中加入微/纳米火山灰材料，研究其对水泥混凝土早期开裂的影响，对影响的原因进行了分析。
　　通过对比普通水泥混凝土和掺加微/纳米火山灰水泥混凝土早期开裂情况，分析研究微/纳米火山灰对水泥混凝土早期开裂的影响，发现微/纳米火山灰的加入使得水泥混凝土早期开裂显著减少。同时，通过试验获得微/纳米火山灰材料的各项相关性质，包括微/纳米火山灰的粒度、密度、矿物组成及各组成物质含量等。
　　从宏观角度对微/纳米火山灰减少水泥混凝土早期开裂的原因进行分析，研究了微/纳米火山灰水泥混凝土和普通水泥混凝土力学性能和温湿度，发现微/纳米火山灰的加入会造成水泥混凝土早期强度降低，温度和湿度降低；从微观角度对微/纳米火山灰减少水泥混凝土早期开裂的原因进行分析，使用扫描电子显微镜和 X射线衍射研究微/纳米火山灰对水泥混凝土微观结构和物质组成的影响，发现微/纳米火山灰的加入使得水泥混凝土在早期的水化进程放缓，从而减小了水泥混凝土内部温度和湿度变化梯度，微/纳米火山灰水泥混凝土相对于水泥混凝土具有更加致密的微观结构，拥有更好的耐久性。
　　为了更加全面深入地分析火山灰的加入对水泥混凝土早期开裂的影响，明确抗拉模量和抗拉强度等指标对微/纳米火山灰水泥混凝土早期开裂的影响规律，通过CT扫描获取水泥混凝土细观结构图像，建立复合材料细观力学模型，模拟水泥混凝土早期开裂情况，而后改变模型中的材料参数，研究各因素对水泥混凝土早期开裂的影响，发现水泥砂浆模量变化对早期开裂的影响大于砂浆强度的影响，微/纳米火山灰的加入使得水泥混凝土在早期的水化进程放缓，模量增长的速度变慢，从而减小了水泥混凝土内部损伤的发展速度，减少裂缝产生。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 主要研究内容

1.4 研究方案和技术路线

第2章 微/纳米火山灰水泥混凝土早期开裂试验研究

2.1 微/纳米火山灰材料特性

2.2 混凝土配合比设计和性能试验

2.3 水泥混凝土早期表观裂缝观测

2.4 微/纳米火山灰对水泥混凝土早期开裂影响观测

2.5 本章小结

第3章 微/纳米火山灰水泥混凝土早期开裂影响分析

3.1 微/纳米火山灰对水泥混凝土力学性能的影响

3.2 微/纳米火山灰对水泥混凝土早期温度湿度影响

3.3 微/纳米火山灰对水泥混凝土微观影响分析

3.4 本章小结

第4章 微/纳米火山灰水泥混凝土早期开裂细观机理初探

4.1 建立水泥混凝土早期开裂细观有限元模型

4.2 微/纳米火山灰水泥混凝土早期开裂情况模拟

4.3 微/纳米火山灰水泥混凝土早期开裂影响细观原因分析

4.4 本章小结

结论

主要的结论和成果如下：

本文的创新点：

进一步研究展望：

参考文献

附录

声明

致谢