本文關鍵詞：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】：當前,南海的開發(fā)和利用是我國經(jīng)濟和國防建設的重要環(huán)節(jié)。海洋島礁是我們進行各項活動的基地,大力建設島礁勢在必行。但島礁遠離大陸,建筑材料匱乏,遠洋運輸造價成本太高,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海洋生態(tài),就地取材,采用海洋中富含的珊瑚礁巖和鈣質砂充當建筑骨料,能最大限度彌補材料不足造成的困難。本文以水泥和乳化瀝青為主要結合劑,采用級配的珊瑚礁巖和鈣質砂充當粗、細集料,對其基本的力學性能和路用性能以及細微觀結構進行研究,證明了水泥-乳化瀝青固化礁砂混合料修建公路或飛機場路基的可行性,得出了以下結論：(1)根據(jù)最大密度曲線理論,結合集料最大粒徑的控制,采用泰勒“n”法設計出SHJS-1-SHJS-5五種珊瑚礁砂級配。通過計算每種級配的不均勻系數(shù)和曲率系數(shù),結合“貝雷法”對這些級配進行評價,結果表明：除SHJS-5級配屬于細集料難以評價,其他四種級配良好,骨架作用比較明顯,細料填充效果不錯。(2)試驗采用均勻設計對不同水泥摻量、乳化瀝青用量和外摻水用量三個因素進行實驗設計。通過擊實試驗確定了7組設計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量控制。采用150mm×150mm圓柱型試樣靜壓成型,對7組設計不同的混合料進行7d無側限抗壓強度試驗,試驗表明：SHJS-1級配和SHJS-2級配強度相差很小,SHJS-3～SHJS-5級配在強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無側限抗壓強度值較低,隨著時間的增加和水分的排出,混合料的強度逐漸上升。采用7d強度作為水泥-乳化瀝青固化礁砂基層材料的標準強度,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強度為輔助強度。(4)水泥-乳化瀝青礁砂無論7d強度還是28d強度均小于水泥礁砂,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,混合料強度和模量降低越多。但就劈裂強度而言,相同齡期下水泥礁砂與水泥-乳化瀝青礁砂相差不大。浸水強度試驗表明該混合料在雨水浸泡后強度出現(xiàn)明顯的下降,實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。(5)通過基層強度,結合收縮試驗和水穩(wěn)定試驗,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,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構,該結構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,提高界面的粘結性。通過SEM試驗發(fā)現(xiàn)：混合料中沒有新物質的生成,各物質之間只是物理復合。
【關鍵詞】：水泥-乳化瀝青 珊瑚礁砂 集料級配 力學性能 路用性能 破碎特性 微觀結構
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 主要研究內容18-19
• 1.4 研究技術路線19-20
• 1.5 研究特色與創(chuàng)新點20-21
• 第二章 水泥-乳化瀝青固化礁砂原材料的性質21-27
• 2.1 礁砂21-24
• 2.1.1 鈣質砂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26
• 2.4 水26
• 2.5 本章小結26-27
• 第三章 水泥-乳化瀝青固化礁砂配合比設計27-43
• 3.1 概述27
• 3.2 集料級配設計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 基礎配合比設計31-40
• 3.3.1 混合料的結構類型31-32
• 3.3.2 混合料的配合比設計32-40
• 3.4 本章小結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性能要求43-44
• 4.1.1 強度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特性44-49
• 4.2.1 試樣成型44-45
• 4.2.2 無側限抗壓強度45-47
• 4.2.3 劈裂強度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 收縮機理49-50
• 4.3.2 干縮試驗50-51
• 4.3.3 溫縮試驗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構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55-56
• 5.1.2 篩分對比試驗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理58-59
• 5.2.2 水泥-乳化瀝青膠漿在混合料強度形成中的作用59-61
• 5.2.3 乳化瀝青與水泥水化產(chǎn)物復合形式61-62
• 5.3 本章小結62-65
• 第六章 主要結論與建議65-67
• 6.1 主要結論65-66
• 6.2 進一步研究建議66-67
• 參考文獻67-71
• 致謝71

【參考文獻】

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本文編號：256408