本文關(guān)鍵詞：水泥—乳化瀝青固化礁砂路用性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當(dāng)前,南海的開發(fā)和利用是我國經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。海洋島礁是我們進(jìn)行各項(xiàng)活動(dòng)的基地,大力建設(shè)島礁勢在必行。但島礁遠(yuǎn)離大陸,建筑材料匱乏,遠(yuǎn)洋運(yùn)輸造價(jià)成本太高,這些都極大地制約了島礁的發(fā)展。為了降低建筑材料成本和保護(hù)海洋生態(tài),就地取材,采用海洋中富含的珊瑚礁巖和鈣質(zhì)砂充當(dāng)建筑骨料,能最大限度彌補(bǔ)材料不足造成的困難。本文以水泥和乳化瀝青為主要結(jié)合劑,采用級配的珊瑚礁巖和鈣質(zhì)砂充當(dāng)粗、細(xì)集料,對其基本的力學(xué)性能和路用性能以及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,證明了水泥-乳化瀝青固化礁砂混合料修建公路或飛機(jī)場路基的可行性,得出了以下結(jié)論：(1)根據(jù)最大密度曲線理論,結(jié)合集料最大粒徑的控制,采用泰勒“n”法設(shè)計(jì)出SHJS-1-SHJS-5五種珊瑚礁砂級配。通過計(jì)算每種級配的不均勻系數(shù)和曲率系數(shù),結(jié)合“貝雷法”對這些級配進(jìn)行評價(jià),結(jié)果表明：除SHJS-5級配屬于細(xì)集料難以評價(jià),其他四種級配良好,骨架作用比較明顯,細(xì)料填充效果不錯(cuò)。(2)試驗(yàn)采用均勻設(shè)計(jì)對不同水泥摻量、乳化瀝青用量和外摻水用量三個(gè)因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。通過擊實(shí)試驗(yàn)確定了7組設(shè)計(jì)不同混合料的最大干密度和最優(yōu)含水量,確定了水泥-乳化瀝青礁砂試件成型外摻用水量和質(zhì)量控制。采用150mm×150mm圓柱型試樣靜壓成型,對7組設(shè)計(jì)不同的混合料進(jìn)行7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)表明：SHJS-1級配和SHJS-2級配強(qiáng)度相差很小,SHJS-3～SHJS-5級配在強(qiáng)度上明顯低于上述兩種級配。經(jīng)優(yōu)化后決定選擇SHJS-2級配作為混合料的最終級配。(3)水泥-乳化瀝青礁砂基層材料7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值較低,隨著時(shí)間的增加和水分的排出,混合料的強(qiáng)度逐漸上升。采用7d強(qiáng)度作為水泥-乳化瀝青固化礁砂基層材料的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度,但考慮到礁砂顆粒破碎特性和混合料水分排出緩慢情況,以28d強(qiáng)度為輔助強(qiáng)度。(4)水泥-乳化瀝青礁砂無論7d強(qiáng)度還是28d強(qiáng)度均小于水泥礁砂,水泥-乳化瀝青礁砂90d抗壓回彈模量明顯低于同齡期的水泥礁砂,乳化瀝青用量越大,混合料強(qiáng)度和模量降低越多。但就劈裂強(qiáng)度而言,相同齡期下水泥礁砂與水泥-乳化瀝青礁砂相差不大。浸水強(qiáng)度試驗(yàn)表明該混合料在雨水浸泡后強(qiáng)度出現(xiàn)明顯的下降,實(shí)際工程中需要特別注意基層的濕度狀態(tài)。水泥乳化瀝青礁砂失水率隨著時(shí)間推移出現(xiàn)先急劇增大后平緩增長,直至逐步趨于穩(wěn)定。乳化瀝青的摻入可有效的降低混合料的干縮應(yīng)變,但水泥摻量超過6%后,乳化瀝青摻入并不能明顯的改善混合料的干縮特性。水泥-乳化瀝青礁砂與水泥礁砂溫縮應(yīng)變曲線大致相同,乳化瀝青的摻入對混合料的溫縮性能影響極小,水泥用量與溫縮性能有關(guān)。(5)通過基層強(qiáng)度,結(jié)合收縮試驗(yàn)和水穩(wěn)定試驗(yàn),本文推薦水泥-乳化瀝青固化礁砂基層材料的最佳配合比為水泥用量6%,乳化瀝青用量為2.5%。(6)珊瑚礁巖、砂是極易破碎的。在試樣成型過程中,礁砂出現(xiàn)大面積破碎,破碎率Bg=37.64,礁砂骨料在粒徑大于4.75mm以上的粒組破碎嚴(yán)重,尤其是粒組范圍在19.5mm～31.5mm,通過百分率驟然增加將近10%。(7)乳化瀝青屬熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,破乳過程就是油水分離的過程。水泥的摻入會(huì)加速乳化瀝青破乳的速率。珊瑚礁砂是一種堿性集料,與陽離子乳化瀝青有良好的粘附性。礁砂、瀝青和水泥三者在混合料的漿體-界面上發(fā)生水化反應(yīng),水泥水化產(chǎn)物同乳化瀝青相互交織形成了突起的針柱狀立體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)將松散的集料單元粘合成整體,起到了土工織物的作用,增強(qiáng)了混合料抗變形的能力。水泥填充了界面上產(chǎn)生的大小孔隙,提高界面的粘結(jié)性。通過SEM試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：混合料中沒有新物質(zhì)的生成,各物質(zhì)之間只是物理復(fù)合。
【關(guān)鍵詞】：水泥-乳化瀝青 珊瑚礁砂 集料級配 力學(xué)性能 路用性能 破碎特性 微觀結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U414
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 珊瑚礁砂物理力學(xué)特性研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 固化穩(wěn)定劑研究14-15
• 1.2.3 混合料的固化穩(wěn)定化研究15-18
• 1.2.4 存在的問題18
• 1.3 主要研究內(nèi)容18-19
• 1.4 研究技術(shù)路線19-20
• 1.5 研究特色與創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 第二章 水泥-乳化瀝青固化礁砂原材料的性質(zhì)21-27
• 2.1 礁砂21-24
• 2.1.1 鈣質(zhì)砂21-23
• 2.1.2 礁灰?guī)r23-24
• 2.2 水泥24
• 2.3 乳化瀝青24-26
• 2.3.1 乳化瀝青的選擇25-26
• 2.3.2 乳化瀝青的性質(zhì)26
• 2.4 水26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 水泥-乳化瀝青固化礁砂配合比設(shè)計(jì)27-43
• 3.1 概述27
• 3.2 集料級配設(shè)計(jì)27-31
• 3.2.1 集料級配理論27
• 3.2.2 級配方案的確定27-31
• 3.3 基礎(chǔ)配合比設(shè)計(jì)31-40
• 3.3.1 混合料的結(jié)構(gòu)類型31-32
• 3.3.2 混合料的配合比設(shè)計(jì)32-40
• 3.4 本章小結(jié)40-43
• 第四章 水泥-乳化瀝青固化礁砂路用性能43-55
• 4.1 水泥-乳化瀝青混合料基層技術(shù)性能要求43-44
• 4.1.1 強(qiáng)度43-44
• 4.1.2 剛度和收縮特性44
• 4.1.3 水穩(wěn)性44
• 4.2 水泥-乳化瀝青固化礁砂力學(xué)特性44-49
• 4.2.1 試樣成型44-45
• 4.2.2 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度45-47
• 4.2.3 劈裂強(qiáng)度47-48
• 4.2.4 回彈模量48-49
• 4.3 水泥-乳化瀝青固化礁砂收縮特性49-52
• 4.3.1 收縮機(jī)理49-50
• 4.3.2 干縮試驗(yàn)50-51
• 4.3.3 溫縮試驗(yàn)51-52
• 4.4 水泥-乳化瀝青固化礁砂水穩(wěn)定性52
• 4.5 本章小結(jié)52-55
• 第五章 水泥-乳化瀝青固化礁砂混合料破碎特征和微觀結(jié)構(gòu)55-65
• 5.1 水泥-乳化瀝青礁砂混合料顆粒破碎特征55-57
• 5.1.1 顆粒破碎指標(biāo)55-56
• 5.1.2 篩分對比試驗(yàn)56-57
• 5.2 水泥-乳化瀝青膠漿微觀性能研究57-62
• 5.2.1 乳化瀝青乳化和破乳機(jī)理58-59
• 5.2.2 水泥-乳化瀝青膠漿在混合料強(qiáng)度形成中的作用59-61
• 5.2.3 乳化瀝青與水泥水化產(chǎn)物復(fù)合形式61-62
• 5.3 本章小結(jié)62-65
• 第六章 主要結(jié)論與建議65-67
• 6.1 主要結(jié)論65-66
• 6.2 進(jìn)一步研究建議66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：256408