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论文主要研究高强路面混凝土的配制,高强混凝土路面板早期的温度场、轴向应力和开裂风险,以及减缩剂对降低该开裂风险的作用效果。
为配制28天抗折强度为7.0MPa的高强路面混凝土,作者首先使用ACI211混凝土配合比设计方法,研究了水胶比和硅灰对混凝土抗折强度的影响,然后采用作者提出的高强路面混凝土配合比设计方法,分析了水胶比和粗集料粒径对混凝土抗折强度和断裂参数的影响。
为了简化两参数断裂力学模型中断裂参数的获取过程,作者编写了界面化的计算程序。利用该程序,使用者只需导入三点抗弯试验机在测试过程中所获得的数据文件和输入混凝土试样的尺寸即可。
为测定混凝土在绝热状态下的温升,作者开发了双通道混凝土绝热温升测定仪。并基于混凝土的绝热温升数据和相应的边界条件,求解了混凝土路面板早期的温度场。在温度场计算结果的基础上,结合高强混凝土的自收缩测定结果,作者首先采用混凝土路面板与基层间的双线性作用力模型,求解了路面板随时间而变化的轴向平均应力和约束因子,然后,基于该约束因子,求解了考虑路面板温度翘曲应力后的路面板轴向应力的变化历程。
采用两参数混凝土断裂力学模型,作者分析了混凝土路面板早期的抗开裂能力,并定义了开裂风险这一参数。同时还编写了相应的计算程序,分析由路面板的轴向应力、形函数和断裂参数所决定的裂纹扩展阻力与裂纹扩展驱动力之间的关系。计算结果表明:高强混凝土路面板的上部具有较高的开裂风险,且40小时后,该开裂风险急剧上升。
作者开发了主要组分为嵌段聚醚的混凝土减缩剂。对该减缩剂的一系列试验表明:在不扰动水泥净浆孔结构和不损害混凝土强度的前提下,该减缩剂可大幅度降低混凝土的自收缩和干燥收缩量,并相应地降低混凝土的受限收缩应力和推迟受限开裂时间。如果将该减缩剂掺入高强路面混凝土中,则可通过减小混凝土的自收缩量而显著降低高强混凝土路面板早期的开裂风险。