高钛重矿渣制备低收缩耐磨桥面铺装层混凝土的研究.pdf
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1、2 0 1 4 年 第 5期 (总 第 2 9 5 期 ) Nu mb e r 5i n 2 0 1 4 ( T o t a l No 2 9 5 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 PRACT I CAL T ECHNoLoGY d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 4 0 5 0 3 9 高钛重矿渣制备低收缩耐磨桥面铺装层混凝土的研究 丁庆军 ,刘小清 、 ,牟廷敏 ,王剑川 。 ,管理 。 ( 1 武汉理工大学 材料科学与工程学院,湖北 武汉 4 3 0 0 7 0 ;2 四川省交通厅公路规划勘察设计研
2、究院,四川 成都 6 1 0 0 4 1 ; 3 四川丽攀高速公路有限责任公司,四川 成都 6 1 0 0 4 1 ) 摘要: 采用高钛重矿渣作为混凝土集料全部取代普通碎石和河砂, 通过引入一种具有超长分子链的硅氧烷基团和聚醚基团的 减缩增韧剂 , 以及经特殊工艺制备和表面处理后的钢纤维 , 成功制备 了 C 4 0高钛重矿渣桥面铺装层混凝土。 试验结果表明 : 与普 通集料混凝土相比, 经优化设计后的高钛重矿渣混凝土收缩值小 , 耐磨性能好, 且具有优异的工作性能、 力学性能和耐久性能。 关键词: 高钛重矿渣;低收缩;耐磨 中图分类号 : T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码: A 文
3、章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 5 0 1 3 8 0 3 Pr epar a t i on of l ow shr i nkage and wear -r es i s t a nt hi gh per f or m anc e br i dge pavi ng l a yer c o n c r e t e b y h i gh t i t a ni u m h e a v y s l a g D I N GQ i n g j u n , L I UX i a o q i n g , MUT i n g mi n , WA NGJ i a n c h
4、u a n 。 , GU A NL i ( 1 S c h o o l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e ri n g , Wu h a nUn i v e r s i t yo f Te c h n o l o g y , Wu h a n4 3 0 0 7 0 , C h i n a ; 2 S i c hn a nPr o v i nc eCo mmu n i c a t i o n sDe p a n me n tHi g h wa yPl a nn i ng, S ur v e y, De s i g na n
5、dRe s e a r c hI ns t i t u t e, Che ng d u 61 00 41 , Ch i na; 3 S i c h u a nL i P a nHi g h wa yL i mi t e dL i a b i l i tyCo mp a n y, Ch e n g d u6 1 0 0 4 1 , C h i n a ) A b s t r a c t : Wi t h o r d i n a r y g r a v e l a n d s a n d r e p l a c e d b y h i 曲 t i t a n i u m h e a v y s l
6、 a g a s c o n c r e t e a g g r e g a t e , b y i n t r o d u c i n g a k i n d o f s h r i n k a g e r e d u c i ng a n d t o u g he n i n g a g e n t wi t h a l on g c h a i n o f s i l o x an e gro u ps a n d po l ye t he r g r o up s , a s we l l a s s t e e l fibe r by s p e c i a l t e c h no
7、 l og y o f pr e pa r a t i o n a n d s u r f a c e t r e a t me n t , C40 h Ji g h t i t an i um he a v y s l a g pa v e me n t c o n c r e t e we r e p r e p are d s u c c e s s f ul l yTh e t e s t r e s ul t s s ho we d t h a t , c o m p a r e d wi th o r d i n a ry a g gre g a t e c o n c r e t
8、 e , the o p t i mi z e d h i gh t i t a n i um h e a vy s l a g c o n c r e t e h a d l o w s h r i n k a g e , g o o d w e ar- r e s i s t i n g p r o p e r t y, a n d e x c e l l e n t wo r k in g p e r f o r ma n c e , me c h a n i c a l p r o p e r t y a n d d u r a b i l i ty Key wor ds : h i
9、g h t i t a ni u m he a v y s l a g; l o w s h r i nk a g e; we ar r e s i s t a n t 0 引言 1 原材料 高钛重矿渣是高炉冶炼钒钛磁铁矿时产生 的熔融矿 渣在空气中 自然冷却或水冷形成的一种 由钛辉石 、 钙钛矿 等矿物为主的石质材料 , 具 有多孔 、 高强 、 化学稳定性好等 特点 1 - 2 。 高钛重矿渣作 为混凝土 、 砂浆粗细集料 的基本性 能 与天然砂石基本相近 , 体积稳定性好 , 属于非碱活性集 料 , 高钛重矿渣碎石的表观密度 、 堆积密度较天然碎石略 小 , 渣砂 、 渣石的空隙率 、
10、孑 L 隙率 、 吸水率均 比天然砂石高 , 集料 的压碎指标和坚同性 良好 。 桥面铺装层的破损 、 开裂 、 翻浆和磨损快 , 严重影 响着 行车舒适性及安全性 , 桥面铺装层混凝土的开裂和磨 损是 桥梁建设中普遍存在的问题 。 由此 , 从桥面铺装层混凝土的 实际工程需要 出发 , 介绍 了采用高钛重矿渣作 为混凝土集 料 全部取代普通碎石 和河砂成 功制备低 收缩耐磨铺装层 混凝土的设计思路 , 研究 了高钛重矿渣桥面铺装层混凝土 的工作性能 、 强度 、 体 积稳定性及长期耐久性 能 , 以期为实 际工程应用提供技术支撑。 收稿 日期 : 2 0 1 3 - 1 1 0 8 l 3
11、8 ( 1 ) 水泥 : 应用于 C 4 0 高钛重矿渣砂混凝土 中的丽 江 P o 4 2 5 级水泥 , 其物理性能指标见表 1 、 2 。 表 1 水泥的物理性能指标 水泥品种 抗折强度 MP a 抗压强度 MP a 3 d 2 8 d 3 d 28 d 丽 江 P O 4 2 5 5 1 6 8 2 3 4 4 9 7 ( 2 ) 粉煤灰 : 试验采用粉煤灰为攀枝花宝利源 I I 级粉 煤灰 , 其主要性能指标见表 3 。 表 3 粉煤灰的主要性能指标 ( 3 ) 减水剂 : 成都合力高效聚羧酸减水剂 , 减水率3 0 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
12、 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 优点的钢纤维 , 钢纤维可以迅速而轻易地与混凝土材料混 合 , 均匀分布 , 在混凝土 内部构成一种均匀 的乱 向支撑体 系 , 产生一种有效的二级加强效果 , 由此 , 混凝土可将 自身 的收缩 能量分散到高抗拉的纤维上 , 阻止混凝土原有微裂 缝 的扩展并延缓新裂缝 的出现 , 减小微裂缝 的尺寸 , 增强 材料 内部的连续性 , 减少冲击波被阻断引起 的局部应力集 中, 提高混凝土的断裂韧性 。 钢纤维对水泥混凝土耐磨性能的改善主要因为其发挥 了阻裂效应 , 引起 了水泥混凝土孔结构的改善, 增加 了混凝 土的致密性 ,
13、降低了孔隙率 , 并且使得水泥混凝土基体 内大 孔减少 , 同时在水泥混凝土路面磨损过程中, 钢纤维可以限 制外力对基体的磨蚀, 从而总体上表现出耐磨性能的提高c ) 。 4 C 4 0高钛重矿渣 高性能桥 面铺装层混凝土 性 能研 究 基于上述研究 , 将 掺人减缩增 韧剂和纤维的高钛重矿 渣混凝 土 A分别与单掺钢纤维 、 单掺减缩增韧剂 , 不掺钢 纤维和减缩增韧剂的高钛重矿渣混凝土 B 、 C、 D,以及掺入 减缩增韧剂和钢纤维 的普通集料混凝土 E进行对 比, 试验 配合 比见表 6 , 试验结果见表 7 。 表 6 C 4 0 桥面铺张层混凝土试验配合比 坍落度 m r n 编号
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