缓凝微膨胀道路基层水泥性能调控研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

近三十年,我国开展了规模浩大的交通基础建设。截至2015年底,高速公路的通车里程已经达到了12.35万公里,基本建成国家高速公路网。而未来中国路网建设将向纵深发展,公路里程和等级逐步提升。然而调查表明,我国混凝土道路设计寿命为10-30年,服役寿命却只有5-8年;沥青混凝土路面寿命也大多达不到设计标准。为提高路面的使用性能,目前大部分研究工作主要集中于面层,而忽略了对基层特别是其长期性能的研究,使得设计理论不能完全反映路面的实际使用状况。

路面长期使用性能主要与路基和基层有关,良好的路基和基层是保证路面良好运营的前提,沙庆林院士说过“优质的基层是关键”,因而对路面基层的承载力、抗裂性以及抗冲刷性能的研究极其重要。从国内多年应用情况来看,半刚性材料占到各等级公路路面基层材料用量的95%以上,而在半刚性材料里,水泥稳定基层占所有基层结构形式的80%以上。然而水泥稳定类基层极易产生密集的裂缝,这是由于水泥受到温度收缩、干燥收缩和化学收缩的影响,当收缩应力大小超过材料的极限抗拉强度,会产生收缩裂纹,导致基层发生开裂破坏,基层裂缝会反射到面层形成反射裂缝,最终导致路面整体发生破坏。

同时,随着32.5级复合硅酸盐水泥逐渐被淘汰,路面基层材料设计已无合适的水泥可用。因此,研制一种具有微膨胀性(补偿收缩)和较长凝结时间的基层专用水泥,对克服水泥稳定粒料路面基层材料抗裂性差、延迟成型时间短的问题具有重要的现实意义。

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2. 研究的基本内容与方案

1.研究目标

为延长道路服役寿命,增加路面使用价值,本文从水泥基层入手,研制缓凝微膨胀水泥基层,建立熟料-混合材(粉煤灰、矿粉)-石膏体系,弥补收缩,延长缓凝时间。

2.主要内容

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-6周:按照设计方案,研究不同石膏(天然石膏、磷石膏以及脱硫石膏)对基层水泥凝结时间的影响。

第7-12周:优化配合比设计,建立熟料-混合材-石膏体系,探明粉煤灰以及矿粉对基层水泥凝结时间、强度以及膨胀性能的影响。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] shen w, gan g, dong r, et al. utilization of solidified phosphogypsum as portland cement retarder[j]. journal of material cycles amp; waste management, 2012, 14(3):228-233.

[2] shen w, zhou m, ma w, et al.investigation on the application of steel slag–fly ash–phosphogypsum solidified material as road base material[j]. journal of hazardous materials, 2009, 164(1):99-104.

[3] 彭家惠, 彭志辉, 张建新,等. 磷石膏中可溶磷形态、分布及其对性能影响机制的研究[j]. 硅酸盐学报, 2000, 28(4):309-313.

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