文档介绍：铁道科学研究院
硕士学位论文
青藏高原多年冻土区高性能混凝土的试验研究
姓名:朱长华
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:谢永江
20040601
摘要针对青藏高原多年冻土区严酷的环境特点,提出了该地区高性能混凝土应具备的主要性能,探讨了制备青藏高原多年冻土区高性能混凝土狧募际醴桨浮Mü借鉴水泥在负温下的水化机理、混凝土的早期结构形成理论以及混凝土早期结构形成对混凝土早期防冻、后期抗冻性能的影响规律,采用正交设计试验方法,研制出一多功能复合外加剂。通过研究掺加一投喙δ芨春贤饧蛹恋幕炷猎谝。嬲负变温和一恒负温条件下的物理力学性能和长期耐久性能,考察了男阅芴研究发现,多功能复合外加剂能促使混凝土在负温条件下强度持续增长,达到早期防冻、后期抗冻等优越性能。其中,引气组分以细化孔结构、合理分布孔径方式显著提高混凝土抗冻性;矿物掺和料通过密实填充效应明显改善混凝土抗氯离子渗透性、耐硫酸盐侵蚀性。首次发现环境气压能够影响混凝土的含气量。在相同条件下,海拔增高,气压减小时,混凝土含气量减小;在海拔较高的地区进行混凝土施工时,应适当增加引气组分的掺量。现场应用试验证明,青藏高原多年冻土区高性能混凝土的性能优越,可以满足施工关键词:青藏高原;多年冻土区:高性能混凝土;环境气压;含气量点,并通过微观测试手段分析了—弑赣旁匠て谀途眯阅艿脑颉需要。
甪琣籶篞—猅,.一~。,琣瑃一妫瓸.,.甪。吐猣·...,.,.篐緂;;.,
筮道型堂硒巍瞳殛±堂焦监塞—————————————一第一章绪论前言为现代化标志——桥梁、大坝、公路和城市运输系统等建设必不可少的材料,甚至有人在过去的昀铮死嗑松缁帷⒚裰鳌⒓际鹾突肪车目涨氨浠徽庑┍浠对所有的工业,包括混凝土建筑业都带来巨大的影响。在新的世纪里,人类面临着新的挑战:人口膨胀、资源和能源短缺、环境恶化以及可持续发展。作为传统工程材料之一的水泥是资源和能源的消耗大户,也是环境污染大户。同时,由水泥生产的混凝土已成新世纪混凝土材料的的发展战略就是增强混凝土的耐久性。混凝土耐久性是指混凝土经过长期的使用而不毁坏,能够继续服役于工程并且对侵蚀环境有一定的抵抗能力“⋯。人们对混凝土耐久性问题的认识主要是出于经济因素和安全因素的考虑。有资料表明,美国混凝土基建工程总价值为蛞诿涝#磕暧糜诨炷凉こ痰奈藓椭亟ǚ用高达亿美元。在我国,混凝土工程的劣化病害也十分严重,如铁道部每年用于维修铁路隧道衬砌因裂损造成的渗漏水所花销的费用即高达谠#抑鹉甑菰觥!ぁK以对混凝土工程来说,混凝土耐久性应该放在与力学性能、工程造价一样重要的位置。混凝土耐久性与其所处环境是密切相关的,环境不同,混凝土耐久性的具体要求也不一样。己开工兴建的青藏铁路地处青藏高原,全线长近,海拔高于牡,其中,穿越多年冻土区:沿线年平均气温一℃,极端最高气温,极端最低气温一℃,年日正负温天数约熳笥摇4送猓叵咂蚋稍铮干湿交替频繁,一些地段的河流中存在有害离子的侵蚀危害,部分路段还面临着强烈的风沙磨蚀⋯谌绱硕窳拥淖匀惶跫陆ㄉ杼饭こ蹋O肴繁G潘砗然炷两峁沟长期耐久性能,混凝土除了应具有一般意义上的物理力学性能外,还必须具有低、负温早强性能,优越的抗冻性能,卓越的抗氯离子渗透、耐腐蚀以及耐风蚀等综合性能。显然,普通混凝土是难以满足这些性能要求的。认为,就建筑材料来说,世纪可以称之为混凝土世纪。因此,混凝士材料的发展与进步将直接影响人类的可持续发展“。。段有近十多年来,高性能混凝土引起了学术晁和工程界的高度重视。与普通混凝土相比,.
珐道拱堂砑塞隧亟主堂焦途塞一——国内外研究现状高性能混凝土是通过改善混凝土硬化前后的各种性能,从而最终提高混凝土的耐久性和这一特点似可满足青藏高原多年冻土区混凝土结构的需要。不过,从现有的文献资料看,国内外对于高原多年冻土区高性能混凝土的研究和应用还比较少见。因此,假若青藏铁路建设过程中采用高性能混凝土,还必须结合青藏高原特殊的环境气候特点,有针对性地开展应用试验研究。本论文主要目的就是从理论和实践两方面开展青藏高原多年冻土的初步研究,为在青藏高原地区进行混凝土施工奠定基础。已有资料表明,俄罗斯曾在多年冻土区修建了贝阿铁路,北美部分国家曾在多年冻土地区进行过混凝土施工。国内从五十年代开始在青藏高原地区修建了青藏公路,但由于受当时的技术水平和施工条件限制,建成后的混凝土工程出现了很多病害,四十多年来已进行过未笮蕖啊啊6兰土⑵呤甏A寺闱嗖靥芬黄诠こ探ㄉ璧需要,并为青藏铁路二期工程建设做好技术储备,铁道部科学研究院、中国建材院、哈尔滨低温所等单位联合开展了“青藏高原多年冻土地区铁路桥涵建筑低温早强耐久混凝土研究”和“青藏铁路察尔汗盐湖及超盐渍土区段圬工防侵蚀研究”等前期研究工作,并在青藏高原清水河地区进行了水下混凝土灌注桩、