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陶粒混凝土因具有轻质高强、环保以及吸音降噪等特点,被广泛应用于桥面铺装、隧道内路面的材料,但其存在的脆性大、弹性模量低、强度较低等缺点严重影响了其路用耐久性能。本论文采用粉煤灰、矿渣粉、硅灰和聚丙烯纤维作为掺合料,首先,研究参考大量文献确定了掺合料的合理掺量,利用松散体积法和室内试验完成陶粒混凝土的配合比;其次,对13组不同配合比的陶粒混凝土试件进行力学性能和耐久性能实验,分析了不同掺合料的种类及掺量对陶粒混凝土的力学性能、抗渗性能、抗冻性能和干缩性的影响以及影响规律;最后,利用SEM扫描电镜观察添加掺合料下混凝土的形貌特征,从微观的角度分析掺合料对陶粒混凝土路用耐久性能的影响机理,以期为提高陶粒混凝土的耐久性提供参考。论文试验工作和研究结论如下:
⑴对陶粒混凝土中陶粒、中粗砂、水泥和粉煤灰、矿渣粉、硅灰以及聚丙烯纤维四种掺合料性能进行了实测,采用松散体积法对陶粒混凝土进行配合比计算,通过适配得到陶粒混凝土的基准配合比;
⑵对掺加粉煤灰、矿渣粉、硅灰和聚丙烯纤维掺合料的陶粒混凝土进行了抗压、抗折性能试验。结果表明:在合理的掺量下,四种掺合料对陶粒混凝土力学性能都有一定的优化作用,其中,硅灰的增强作用最为明显;
⑶对掺加粉煤灰、矿渣粉、硅灰和聚丙烯纤维掺合料的陶粒混凝土进行了抗渗、干缩、冻融性能试验,综合力学性能呈现的试验结果表明:硅灰对陶粒混凝土的抗渗性能、抗冻性能都有较好的提升,但当掺量过大时会造成混凝土的干缩值增大,最佳掺量10%;粉煤灰和矿渣粉在掺量为20%时,陶粒混凝土的耐久性能有所提升,但粉煤灰掺量不宜过大,当粉煤灰掺量为30%时,会危害陶粒混凝土的抗冻性能;陶粒混凝土中掺入聚丙烯纤维后,其最终干缩值较基准混凝土有明显的减少,同时,聚丙烯纤维对陶粒混凝土的脆性有较大的改善能力,最佳掺量为1.0~1.5kg/m3;
⑷在微观层面上,采用SEM电子镜试验方法,对不同掺合料下的陶粒混凝土微观界面进行了对比分析,结果表明:三种矿物掺合料主要是靠其活性,利用水化反应产生的的凝胶物质来改善混凝土的界面过渡区,使混凝土的内部结构更加紧密,提高混凝土的强度以及耐久性;聚丙烯纤维主要是依靠其物理性能改善混凝土的内部结构,从而提升混凝土的力学性能和耐久性能。
⑴对陶粒混凝土中陶粒、中粗砂、水泥和粉煤灰、矿渣粉、硅灰以及聚丙烯纤维四种掺合料性能进行了实测,采用松散体积法对陶粒混凝土进行配合比计算,通过适配得到陶粒混凝土的基准配合比;
⑵对掺加粉煤灰、矿渣粉、硅灰和聚丙烯纤维掺合料的陶粒混凝土进行了抗压、抗折性能试验。结果表明:在合理的掺量下,四种掺合料对陶粒混凝土力学性能都有一定的优化作用,其中,硅灰的增强作用最为明显;
⑶对掺加粉煤灰、矿渣粉、硅灰和聚丙烯纤维掺合料的陶粒混凝土进行了抗渗、干缩、冻融性能试验,综合力学性能呈现的试验结果表明:硅灰对陶粒混凝土的抗渗性能、抗冻性能都有较好的提升,但当掺量过大时会造成混凝土的干缩值增大,最佳掺量10%;粉煤灰和矿渣粉在掺量为20%时,陶粒混凝土的耐久性能有所提升,但粉煤灰掺量不宜过大,当粉煤灰掺量为30%时,会危害陶粒混凝土的抗冻性能;陶粒混凝土中掺入聚丙烯纤维后,其最终干缩值较基准混凝土有明显的减少,同时,聚丙烯纤维对陶粒混凝土的脆性有较大的改善能力,最佳掺量为1.0~1.5kg/m3;
⑷在微观层面上,采用SEM电子镜试验方法,对不同掺合料下的陶粒混凝土微观界面进行了对比分析,结果表明:三种矿物掺合料主要是靠其活性,利用水化反应产生的的凝胶物质来改善混凝土的界面过渡区,使混凝土的内部结构更加紧密,提高混凝土的强度以及耐久性;聚丙烯纤维主要是依靠其物理性能改善混凝土的内部结构,从而提升混凝土的力学性能和耐久性能。