道面滑模混凝土施工粘聚性能研究

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道面滑模水泥混凝土摊铺因其高效、智能化成为未来道面建设的趋势。其中,道面滑模混凝土的易振捣密实性和形状稳定性协调问题仍存在较大的挑战。滑模混凝土施工振捣和易性依赖机械、减水剂和引气剂;抹面和立模性能依靠粘聚性能;长期性能依靠配合比参数。施工粘聚性能是成型质量的关键所在。本文结合土力学粘聚性能形成机制提出滑模混凝土施工粘聚性能测试指标及方法,以滑模混凝土施工粘聚性能为研究主题,基于新拌混凝土直剪、拉伸、抹面、立模性能测试,通过混凝土配合比综合设计,研究分析了粗骨料配比、粗骨料最大公称粒径、水灰比、浆体富余系数、浆体富余厚度、砂浆富余系数、掺合料、含气量及增稠剂对滑模混凝土施工粘聚性能的影响,具体研究显示:粗骨料配比接近最大密实度骨架比例时,新拌混凝土的粘聚性能较好。表现为粘聚力和内摩擦角较大,但变形能力有所降低,相应立模性能提高。随着水灰比增大,新拌混凝土粘聚性能降低,但在一定范围内能提高变形能力和抹面性能。水灰比不变时,随着浆体富余系数的增大,新拌混凝土的粘聚性能降低。表现为最大拉应力、粘聚力和内摩擦角逐渐降低,变形能力先增大后减小;拉伸模量先减小后增大,剪切模量呈下降趋势;抹面性能逐渐改善;立模性能逐渐恶化。当浆体富余系数恒定时,新拌混凝土施工粘聚性能存在最佳浆体(砂浆)富余厚度。随着浆体(砂浆)富余厚度增大,混凝土最大拉应力和粘聚力先增大后减小,内摩擦角减小;变形能力先增大后减小;拉伸模量先减小后增大,剪切模量逐渐减小;抹面性能改善;立模性能先提高后降低。掺合料作用下,滑模混凝土施工粘聚性能得到显著提升。无论是单掺还是复掺,掺合料的掺加,新拌混凝土粘聚力、拉应力和变形能力得到较大提升,内摩擦角有所下降;抹面性能和立模性能得到一定程度的改善。新拌混凝土施工粘聚性能存在最佳含气量。在振捣能量的排液能力范围内有利于滑模混凝土施工粘聚性能,含气量过大时粘聚性能减弱。随着混凝土含气量的增大,滑模混凝土的粘聚力和最大拉力先增大后减小、内摩擦角逐渐减小;剪切和拉伸变形能力先增大后减小;表面粗糙度逐渐增大,塌边高度先减小后增大。增稠剂的掺入,有利于滑模混凝土的粘聚性能。水泥净浆塑性黏度和屈服强度明显提高,但其掺量存在限度,掺量过大,振捣密实性和抹面性能恶化。三种增稠剂,随着掺量的增加,表现为粘聚力、内摩擦角、最大拉力逐渐增大,变形能力先增大后减小;不利于抹面性能;立模性能得到改善。
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