国产ECC路面材料耐久性研究及环境影响评价

摘要

水泥混凝土路面容易出现各种耐久性病害，导致服务寿命缩短。高延性水泥基复合材料(ECC)具有优良的力学性能和耐久性能，可以作为一种新型的路面材料。但是目前ECC材料中的PVA纤维基本都由日本进口，价格昂贵。国内的PVA纤维虽然价格较低，但是和日本PVA纤维存在技术性差异，不能直接替换。研究一种价格适中、力学性能和耐久性能良好的国产ECC具有重要的经济意义和工程价值。
　　本文根据国产ECC的研究现状，对配合比优化后的国产ECC的抗压强度、弯曲性能等进行了研究。结果表明国产ECC的力学性能良好，能较好的满足路面的使用要求。
　　同时，本文对国产ECC路面材料的抗冻融性、抗氯离子渗透性和抗化学离子侵蚀性等耐久性能进行了试验研究。冻融试验表明，与普通混凝土相比，国产ECC的抗冻性明显提高;随着冻融的进行，国产ECC的延性呈明显的下降趋势，弯曲强度在前期下降而在后期有一定的提高;预裂的国产ECC冻融后的弯曲强度有所下降，弯曲变形没有太大影响。抗氯离子渗透试验表明国产ECC的内部结构非常密实，具有很好的抗渗性;预裂后的国产ECC的抗氯离子渗透性有所下降。抗硫酸盐侵蚀试验表明硫酸盐对国产ECC预裂和未预裂试件的抗折强度都有促进作用;国产ECC的弯曲性能受酸的腐蚀较大，碱和硫酸盐类会使国产ECC的弯曲强度增大而弯曲变形减小。
　　另外，本文基于生命周期分析方法(LCA)，对比了国产ECC和普通混凝土路面对环境的影响。结果表明整体而言，国产ECC路面的初级能源消耗和大气污染排放量小于普通混凝土路面。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 水泥混凝土耐久性研究现状

1．2．1 抗冻性

1．2．2 抗渗性

1．2．3 抗侵蚀性

1．3 ECC的国内外研究现状

1．3．1 ECC的设计

1．3．2 ECC的特点

1．3．3 ECC的工程应用

1．3．4 ECC耐久性研究现状

1．3．5 国产ECC研究现状

1．4 研究内容和技术路线

第二章 国产ECC原材料及力学性能

2．1 原材料及技术性质

2．1．1 水泥

2．1．2 粉煤灰

2．1．3 石英砂

2．1．4 高效减水剂

2．1．5 PVA纤维

2．2 试验方法

2．2．1 搅拌与养护

2．2．2 抗压强度试验

2．2．3 抗弯拉强度试验

2．2．4 劈裂强度试验

2．3 力学性能

2．3．1 试验设计

2．3．2 抗压强度

2．3．3 弯曲性能

2．3．4 劈裂强度

2．4 国产ECC的经济效益

2．5 本章小结

第三章 国产ECC抗冻融性能

3．1 试件制作与试验方法

3．2 试验结果分析

3．2．1 外观形态

3．2．2 质量损失率

3．2．3 相对动弹性模量

3．2．4 冻融循环对未预裂试件弯曲性能的影响

3．2．5 国产ECC预裂试件冻融循环后的弯曲特性

3．3 本章小结

第四章 国产ECC抗离子渗透性和侵蚀性

4．1 国产ECC抗氯离子渗透性

4．1．1 试验方法

4．1．2 评价指标

4．1．3 未预裂试件的抗氯离子渗透性

4．1．4 预裂试件的抗氯离子渗透性

4．2 国产ECC抗硫酸盐侵蚀性

4．2．1 试验方法

4．2．2 评价指标

4．2．3 未预裂试件的抗硫酸盐侵蚀性

4．2．4 预裂试件的抗硫酸盐侵蚀性

4．3 化学离子侵蚀对国产ECC弯曲性能的影响

4．3．1 试验方法

4．3．2 试验结果

4．4 本章小结

第五章 基于生命周期分析的国产ECC路面材料环境影响

5．1 目标与范围定义

5．2 清单分析

5．2．1 原材料阶段

5．2．2 运输阶段

5．2．3 施工阶段

5．2．4 维修阶段

5．2．5 eBalance软件建模

5．3 环境影响评价和结果解释

5．3．1 能源消耗

5．3．2 大气污染

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 展望

致谢

参考文献