鐵路軌枕 預(yù)應(yīng)力混凝土 粉煤灰摻量 活性效應(yīng) 蒸養(yǎng)適應(yīng)性 耐久性能
論文針對我國鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕存在的技術(shù)問題，研究了粉煤灰的活性效應(yīng)以及其在混凝土中的作用效應(yīng)，系統(tǒng)探討了初始堿度、化學(xué)激發(fā)劑、養(yǎng)護(hù)制度等對粉煤灰活性效應(yīng)的影響，闡述了粉煤灰對界面粘結(jié)強(qiáng)度、混凝土力學(xué)性能和耐久性能的作用及其影響機(jī)理。在研究了蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土配制技術(shù)、力學(xué)性能、干縮、徐變和耐久性能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土的應(yīng)用研究，取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)保效益。 本文取得的主要創(chuàng)新成果如下： 1.系統(tǒng)地研究了粉煤灰在不同初始堿度下對體系pH值的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)pH=13.15是粉煤灰中活性礦物溶出的臨界值，初始的高堿度可促進(jìn)粉煤灰活性的發(fā)揮。當(dāng)pH≥9.0時，粉煤灰中活性組分就會與堿作用。化學(xué)激發(fā)劑的摻入可改變體系的pH值，從而影響粉煤灰發(fā)生活性效應(yīng)的時間。 2.采用粉煤灰火山灰效應(yīng)比強(qiáng)度和活性指數(shù)等指標(biāo)對粉煤灰活性效應(yīng)進(jìn)行了分析，無論是否摻有化學(xué)激發(fā)劑，粉煤灰在早期的水化程度均較低，其主要作用是微集料和密實(shí)填充作用。化學(xué)結(jié)合水量、Ca(OH)2測試結(jié)果以及XRD、SEM分析均證明這一點(diǎn)。 3.系統(tǒng)地研究了粉煤灰對硬化漿體―骨料界面的影響。粉煤灰摻量對漿體―骨料界面結(jié)構(gòu)的影響顯著，界面粘結(jié)強(qiáng)度隨著粉煤灰摻量的增加而增大，受粉煤灰細(xì)度的影響不顯著。風(fēng)選粉煤灰和磨細(xì)粉煤灰對界面增強(qiáng)效應(yīng)在相同水膠比和相同齡期條件下無顯著差異。通過對界面效應(yīng)、界面增強(qiáng)效應(yīng)和界面影響系數(shù)的分析，粉煤灰對界面過渡區(qū)有明顯的增強(qiáng)作用。 4.系統(tǒng)地研究了粉煤灰的減水增強(qiáng)、緩凝、抑制坍落度損失等作用，并在研究蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土配制技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用改性和復(fù)合技術(shù)，提高低鈣粉煤灰混凝土的蒸養(yǎng)適應(yīng)性；研究了養(yǎng)護(hù)制度對蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土的影響，提出了合理的蒸汽養(yǎng)護(hù)制度。 5.研究了蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土的力學(xué)性能、長期性能。粉煤灰對混凝土的干縮值影響較小，ACI209模型對于預(yù)測7d后干縮具有較高精度。蒸汽養(yǎng)護(hù)制度、粉煤灰摻量、水膠比、砂率、粗骨料種類等均對混凝土干縮有影響。國內(nèi)首次研究了用于軌枕生產(chǎn)的粉煤灰蒸養(yǎng)混凝土的徐變性能，由于粉煤灰具有微集料效應(yīng)、細(xì)化混凝土孔徑、增加混凝土密實(shí)度、改變水化產(chǎn)物的類型和數(shù)量等作用，粉煤灰的摻入可以顯著降低蒸養(yǎng)混凝土的徐變。蒸養(yǎng)粉煤灰混凝土具有優(yōu)良的耐久性能。 6.在國內(nèi)首次采用Ⅰ級粉煤灰等量取代30％水泥、Ⅱ級粉煤灰取代20％的水泥用于實(shí)際軌枕生產(chǎn)。蒸養(yǎng)混凝土中摻入粉煤灰具有經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)保效益。