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《武汉理工大学》 2011年
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粗骨料嵌锁型路面混凝土工程应用研究

崔啸宇  
【摘要】:常规混凝土配合比设计是基于对新拌混凝土的工作性和硬化后的力学性能考虑的。为了保证新拌混凝土良好的工作性和均匀性及避免离析,混凝土中粗骨料含量通常控制在较低水平,悬浮分布的骨料不能充分发挥其强度骨架和嵌锁作用。目前,混凝土中胶凝材料用量不断提高,富余的浆体不能充分发挥效用而又增加了混凝土收缩开裂风险。如何在保证混凝土性能的基础上减少水泥用量和增加粗骨料含量,既能降低工程造价又能减少混凝土的碳排放。 鉴于以上分析,提出了抛填骨料工艺,即在混凝土浇筑或摊铺过程中,通过分层撒布的方式外加体积分数为10%-30%(以成品混凝土体积为基准)的集料,振捣密实形成一种“粗骨料嵌锁型混凝土”,即抛填骨料混凝土。 在优选原材料和优化基准混凝土的配合比设计前提下,对前场抛填骨料工艺应用于305省道改扩建工程做了研究。研究表明:最佳抛填量为8%的抛填骨料混凝土与基准混凝土相比,28d抗压强度明显提高,增长率近10%;7d抗折强度略有降低,但28d抗折强度略有提高。通过现场观测和后期取样检测,混凝土浮浆和泌水现象基本消失,路面面板早期开裂显著减少,基本杜绝了断板现象,路面质量良好且强度高于设计指标。 为了实现机械化施工,提出了后场抛填骨料工艺,即在新拌混凝土拌合基本结束后,通过拌合站的原有机械设备抛入适量的粗集料,经过3-5秒的拌合,形成一种比较均匀的抛填骨料混凝土混合料。后场抛填骨料工艺在寺沙路项目上得到了成功应用。 对抛填骨料混凝土进行体积分析,结果表明抛入粗骨料后混凝土中总集料体积分数达到72%,明显降低了浆体比例,改善了混凝土强度;经济性分析表明每方混凝土可节约材料费用约9-10元。 最后,利用生命周期评价(LCA)方法对粗骨料嵌锁型路面混凝土作了综合评价。抛填骨料混凝土较常规混凝土CO2排放(从原材料和运输角度考虑得出)和能源消耗分别降低7.03%和7.87%,温室效应指数降低30.5kg CO2。由于在路面混凝土中粗骨料抛填量一般控制在较低水平,若能适当提高抛填量和选用一定掺合料,则节能降耗减排效果会更加明显。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U414

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