严寒地区胶凝砂砾石材料特性研究

摘要

胶凝砂砾石坝是结合了混凝土面板堆石坝优点与碾压混凝土重力坝优点的一种新坝型，其具有水泥用量少、对骨料要求低、可就地取材等优点。胶凝砂砾石筑坝技术已在国内外拥有一定的实践成果。由于其低胶凝材料用量的特点，虽在成型时经过碾压，但其内部密实度仍然不佳，抗冻性将是贫胶凝砂砾石在寒冷地区工程应用的一大难题。为将胶凝砂砾石筑坝技术在北方严寒地区进行推广，解决胶凝砂砾石的抗冻性问题至关重要。
　　首先，利用正交试验确定了贫胶凝砂砾石的最佳配合比，指出了影响贫胶凝砂砾石强度的主要因素。
　　其次，针对改善贫胶凝砂砾石的抗冻性，考虑到传统引气剂在干硬性碾压混凝土中难以发挥作用，本文提出了通过掺加轻质颗粒提高贫胶凝砂砾石抗冻性。轻质颗粒主要选取了陶砂、聚苯乙烯颗粒及不同细度的橡胶粉。轻质颗粒用于贫胶凝砂砾石中受碾压振实工艺影响小，施工便利。
　　研究轻质颗粒种类及掺量对于普通水泥砂浆、低塑性砂浆强度和抗冻性的影响。试验结果表明，掺加轻质颗粒可有效改善低塑性砂浆的抗冻性，并获得了轻质颗粒最佳掺量。
　　再者，研究了掺传统 AOS引气剂和轻质颗粒对贫胶凝砂砾石耐久性的影响。试验结果表明，掺加AOS引气剂可有效改善贫胶凝砂砾石的抗冻性。但是，由于贫胶凝砂砾石在成型时采用了碾压的方法，故在掺加AOS引气剂时需采用一定的方法可以在贫胶凝砂砾石中成功引入微小气孔。在贫胶凝砂砾石中掺加轻质颗粒可改善其抗冻性，且不同轻质颗粒效果不一。掺加AOS引气剂与轻质颗粒对贫胶凝砂砾石的抗渗性与干燥收缩都有一定的影响，但总体上而言，影响并不大。
　　最后，富浆胶凝砂砾石是指胶凝材料用量达到150kg/m3及以上的胶凝砂砾石，与贫胶凝砂砾石的差别也仅仅是增加了胶凝材料的用量。增加胶凝材料掺量可有效提高胶凝砂砾石的抗冻性及抗渗性，但其干燥收缩也随之增大。

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第1章 绪 论

1.1课题背景

1.2 胶凝砂砾石坝特点及应用现状

1.3 胶凝砂砾石材料特性国内外研究现状

1.4 课题主要研究内容

第2章 贫胶凝砂砾石配合比设计

2.1 引言

2.2 原材料及试验方法

2.3 粗骨料级配的确定

2.4 配合比影响因素分析

2.5 本章小结

第3章 低塑性砂浆抗冻性及改善方法

3.1 引言

3.2 原材料及试验方法

3.3 轻质颗粒对砂浆抗压强度的影响

3.4 轻质颗粒对砂浆抗冻性的影响

3.5 本章小结

第4章 贫胶凝砂砾石耐久性研究

4.1 引言

4.2 原材料及试验方法

4.3 贫胶凝砂砾石抗冻性及改善方法

4.4 贫胶凝砂砾石抗渗性试验

4.5 贫胶凝砂砾石干燥收缩试验

4.6 本章小结

第5章 富浆胶凝砂砾石耐久性研究

5.1 引言

5.2 原材料及试验方法

5.3 富浆胶凝砂砾石抗冻性研究

5.4 富浆胶凝砂砾石抗渗性试验

5.5 富浆胶凝砂砾石干燥收缩试验

5.6 本章小结

结论

参考文献

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致谢