-
>
了不起的建筑師
-
>
勝景幾何論稿
-
>
中國古代建筑概說
-
>
維多利亞:建筑彩繪
-
>
庭院造園藝術——浙江傳統民居
-
>
建筑園林文化趣味讀本
-
>
磧口古鎮
路用氯氧鎂水泥混凝土設計與施工 版權信息
- ISBN:9787030740540
- 條形碼:9787030740540 ; 978-7-03-074054-0
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
路用氯氧鎂水泥混凝土設計與施工 內容簡介
本書介紹了氯氧鎂水泥材料組成與設計優化,氯氧鎂水泥道路混凝土材料組成關鍵參數研究,氯氧鎂水泥聚羧酸減水劑分子結構設計與性能,氯氧鎂水泥混凝土材料要求及組成設計方法,氯氧鎂水泥混凝土耐水性提升技術和氯氧鎂水泥混凝土路面與涵洞施工關鍵技術等內容。
路用氯氧鎂水泥混凝土設計與施工 目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 氯氧鎂水泥研究現狀 2
1.3 氯氧鎂水泥混凝土的工程應用問題 6
參考文獻 8
第2章 氯氧鎂水泥材料組成與設計優化 10
2.1 原材料技術要求及氯氧鎂水泥基本組成優化 10
2.1.1 原材料技術要求 10
2.1.2 氯氧鎂水泥基本組成優化 13
2.2 路用復合氯氧鎂水泥開發 20
2.2.1 粉煤灰氯氧鎂水泥 20
2.2.2 白云石粉氯氧鎂水泥 26
2.2.3 石灰石粉氯氧鎂水泥 33
2.2.4 抗水氯氧鎂水泥 39
2.3 青海省低溫環境適應性 42
2.3.1 青海省氣候特征 42
2.3.2 低溫環境下氯氧鎂水泥性能研究 45
2.4 氯氧鎂水泥的早期水化行為 48
2.4.1 氯氧鎂水泥的早期水化行為測試方法 48
2.4.2 氯氧鎂水泥水化行為與凝結時間 51
參考文獻 54
第3章 路用氯氧鎂水泥混凝土材料組成關鍵參數研究 55
3.1 路用氯氧鎂水泥混凝土性能影響因素分析 55
3.1.1 膠凝材料用量 55
3.1.2 砂率 58
3.1.3 集料*大粒徑 60
3.1.4 漿集比 61
3.1.5 MgCl2濃度 62
3.1.6 外加劑 63
3.2 路用氯氧鎂水泥混凝土增強增韌設計 67
3.2.1 增韌材料對氯氧鎂水泥基復合材料彎曲性能影響研究 67
3.2.2 纖維增強氯氧鎂水泥混凝土的彎曲性能研究 77
參考文獻 81
第4章 氯氧鎂水泥專用聚羧酸減水劑開發 83
4.1 聚羧酸減水劑合成工藝 83
4.2 聚羧酸減水劑的分子設計與合成 84
4.3 聚羧酸減水劑對氯氧鎂水泥性能的影響 89
4.3.1 聚羧酸減水劑摻量的確定 89
4.3.2 緩凝劑對氯氧鎂水泥性能的影響 90
4.3.3 現有聚羧酸減水劑性能對比分析 93
4.3.4 氯氧鎂水泥聚羧酸減水劑表征 95
4.4 氯氧鎂水泥聚羧酸減水劑性能評價 97
參考文獻 103
第5章 氯氧鎂水泥混凝土組成設計與路用性能研究 104
5.1 氯氧鎂水泥混凝土原材料技術要求 104
5.2 氯氧鎂水泥混凝土配合比設計 105
5.3 氯氧鎂水泥混凝土材料組成設計實例 108
5.3.1 計算初步配合比 108
5.3.2 配合比室內調整及強度復核 110
5.3.3 施工配合比調整 110
5.4 氯氧鎂水泥混凝土路用性能研究 111
5.4.1 耐水性能 111
5.4.2 耐磨性能 112
5.4.3 收縮性能 116
5.4.4 抗滲性能 117
5.4.5 抗凍性能 118
參考文獻 120
第6章 路用氯氧鎂水泥混凝土耐水性能提升技術 122
6.1 水分隔離技術的選擇 122
6.2 碳化反應對氯氧鎂水泥混凝土耐水性能的影響 123
6.2.1 溫度 124
6.2.2 相對濕度 127
6.2.3 碳化行為數值模擬 131
6.2.4 碳化阻礙水分傳輸行為研究 132
6.3 氯氧鎂水泥混凝土耐水性能劣化規律 134
6.3.1 水環境下混凝土耐水性能劣化發展 134
6.3.2 干燥環境下性能變化 136
6.3.3 自然環境下混凝土耐水性能變化 137
6.4 耐水性能提升技術有效性試驗模擬 138
6.4.1 自然環境下氯氧鎂水泥的碳化 138
6.4.2 耐水性能提升技術工藝設計 139
6.4.3 碳化后混凝土性能變化 140
參考文獻 144
第7章 氯氧鎂水泥混凝土路面與涵洞施工關鍵技術 146
7.1 青海省氣候分區及氯氧鎂水泥混凝土耐水性能要求 146
7.1.1 青海省氣候分區 146
7.1.2 氯氧鎂水泥混凝土耐水性能要求 150
7.2 氯氧鎂水泥混凝土制備技術 150
7.3 氯氧鎂水泥混凝土路面施工技術 153
7.3.1 原材料 153
7.3.2 施工配合比 155
7.3.3 氯氧鎂水泥混凝土路面施工 156
7.3.4 氯氧鎂水泥混凝土路面應用效果 162
7.4 氯氧鎂水泥混凝土涵洞施工技術 163
7.4.1 原材料及施工配合比 163
7.4.2 氯氧鎂水泥混凝土涵洞施工 163
7.4.3 氯氧鎂水泥混凝土涵洞應用效果 166
7.5 經濟與環境效益分析 167
7.5.1 成本分析 167
7.5.2 性價比分析 169
7.5.3 環境效益分析及推廣應用前景 170
參考文獻 170
路用氯氧鎂水泥混凝土設計與施工 節選
第1章緒論 1.1引言 大量工程實踐證明,在高海拔寒冷氣候環境條件下,道路工程混凝土結構物在施工過程中暴露于自然環境中,使得普通硅酸鹽水泥水化速率降低,對新拌混凝土凝結硬化和早期強度發展極為不利,混凝土很容易發生收縮開裂及凍脹病害,*終導致道路工程混凝土結構物達不到預期的服役年限,出現早期病害,嚴重影響混凝土結構物服役的安全性和可靠性,造成巨大的經濟損失。 我國西部鹽湖地區富產氯化鎂,可制備力學強度高、耐高低溫、耐鹽腐蝕的氯氧鎂水泥(magnesium oxychloridecement,MOC),適用于寒冷、鹽堿地區。氯氧鎂水泥的原材料來源比較廣泛,其中輕燒氧化鎂大多來自菱鎂礦和白云石礦。我國已探明菱鎂礦占世界總儲量的1/4,主要分布在遼寧、山東兩省,河北、新疆、青海等地也有少量分布。中國**大、世界第二大的內陸鹽湖——察爾汗鹽湖及綿長的海岸線,為制取氯化鎂提供了主要的場所。特別是青海海西地區,大量氯化鎂作為工業副產品堆積在鹽湖周邊形成“鎂災”,嚴重影響了周圍生態環境。因此,加大開發氯氧鎂水泥產品的綜合應用、合理利用“廢棄材料”、減少環境污染成為當前內陸鹽湖地區重要研究課題。另外,適宜環境下氯氧鎂水泥可高效吸附CO2,降低碳排放。在西部高原地區推廣氯氧鎂水泥混凝土應用,既可避免早期混凝土強度不足引發的凍害或鹽分侵蝕破壞,又能促進綠色建材健康可持續發展。 目前,我國氯氧鎂水泥被應用于裝飾材料、通風管道、耐火磚、代替木材的包裝材料等方面[1,2],鮮有用于道路工程混凝土。在道路工程混凝土中難以推廣應用的主要原因如下。①國內外學者對氯氧鎂水泥混凝土的研究大部分集中在耐水性能改善方面[3,4],并沒有明確指出其組成材料在道路工程應用中的技術要求,沒有建立其強度發展規律、耐水能力等特性與各工程不同結構物耐水要求之間的聯系。②氯氧鎂水泥的5 1 8結構(5Mg(OH)2-MgCl2-8H2O,簡稱“5相”)決定了其組成材料中用水量及漿體用量難以大幅度變動,現有氯氧鎂水泥混凝土技術難以達到道路工程混凝土工作性能要求;同時,由于氯氧鎂水泥為氣硬性膠凝體系,與硅酸鹽水泥水化有著本質區別,基于鮑羅米公式的現有傳統水泥混凝土設計方法不適用于氯氧鎂水泥混凝土。③氯氧鎂水泥水化速度快、凝結時間短,對其工作性能造成較大的影響[5,6],普通道路混凝土施工工藝不能滿足氯氧鎂水泥混凝土的施工要求。相關研究缺失及理論技術儲備不足限制了氯氧鎂水泥混凝土在道路工程中的推廣應用。 鑒于此,本書通過添加劑和氯氧鎂水泥的優化配比,大幅度提高其耐水性能,結合氯氧鎂水泥混凝土面層材料力學與耐久性能影響因素分析,提出氯氧鎂水泥混凝土面層材料組成設計方法;基于現場實體試驗工程,提出氯氧鎂水泥穩定碎石基層和氯氧鎂水泥混凝土面層施工工藝,*終形成適用于干旱寒冷氣候條件施工的氯氧鎂水泥性能優化、氯氧鎂水泥穩定碎石基層和氯氧鎂水泥混凝土面層材料組成設計及施工成套技術。研究成果拓展了氯氧鎂水泥的應用范圍,減少了干旱寒冷地區水泥穩定基層和水泥混凝土面層早期破壞造成的社會經濟損失,解決了鹽湖地區氯化鎂廢料導致的生活環境破壞等問題,既符合我國具體國情,也符合發展循環經濟、建設節約型社會、實現可持續發展戰略的要求,具有極大的經濟效益、社會效益和生態效益。 1.2氯氧鎂水泥研究現狀 氯氧鎂水泥性能在原材料方面主要受兩方面因素影響。一方面主要受MgO等原材料自身性能影響,另一方面受MgO、MgCl2及H2O三者的配合比影響。除此之外,氯氧鎂水泥的性能還受養護溫度和外摻材料的影響,養護溫度不同,摻入材料的種類不同,對MOC產生的影響也大為不同。 Avanish等[7]研究了MgO的煅燒溫度、MgCl2的純度和濃度、惰性材料性能對氯氧鎂水泥抗壓強度和抗彎強度的影響,研究表明,MgO的煅燒溫度、MgCl2溶液的濃度及惰性材料的細度是控制MOC強度發展的關鍵因素。該研究進一步表明,MgCl2的純度對MOC的強度發展影響不大。 Li等[8]對MOC原料配合比進行了優化,發現當MgO、MgCl2和H2O的物質的量比為7.56∶1.00∶13.51時,MOC的抗壓強度*高。 Ye[9]等研究了養護溫度、H2O與MgCl2物質的量比對MOC性能的影響。結果表明,養護溫度對MOC相結構和力學性能的影響與MgO-MgCl2-H2O三元體系中H2O和MgCl2物質的量比密切相關。Han等[10]研究發現,在較低溫度下,溫度變化對MOC中水合物相組合的影響很小,采用*佳配合比制備的樣品體積變形也很小。3相(3 1 8相,3Mg(OH)2-MgCl2-8H2O)和水鎂石在相對較高的溫度下變成穩定相,以*佳比例制備的MOC樣品在較高溫度下固化會發生體積收縮。 近年來,研究者更多從摻入外加材料的方向來改善MOC的各種性能。He等[11,12]研究了粉煤灰、焚燒污泥灰和玻璃粉的影響效果。研究結果表明,粉煤灰和焚燒污泥灰提高MOC漿料耐水性能的機理是相似的,粉煤灰或焚燒污泥灰中 的活性物質可以與MgO反應生成M-S-H(水化硅酸鎂)凝膠,其間穿插有5相,將5相的形態改變為纖維狀或板條狀。5相與非晶相相互連接,形成穩定的致密結構,提高了MOC的耐水性能。由于火山灰活性較低,玻璃粉生成的M-S-H凝膠 較少,因此摻入玻璃粉對耐水性能的影響遠小于摻入粉煤灰。通過進一步研究,發現與玻璃粉或粉煤灰結合的MOC在CO2固化后表現出高耐水性能,這是因為M-S-H凝膠的含量更大,形成了更密集的嵌擠網絡。 Guo等[13]研究了H3PO4、KH2PO4和Na2PO3F(單氟磷酸鈉)對MOC性能的影響,發現單氟磷酸鈉對MOC力學性能的影響與H3PO4和KH2PO4相似,均顯著提高了抗彎強度,略微降低了抗壓強度,顯著提高了MOC的耐水性能。微觀研究發現,單氟磷酸鈉溶液中的PO3F2.在MOC中形成無定形相,加入H3PO4、KH2PO4和單氟磷酸鈉改變了5相晶體的生長方向和形貌,這有助于MOC耐水性能提高。 Wu等[14]研究了聚羧酸減水劑(polycarboxylate superplasticizer,常使用縮寫“PC”)對MOC各項性能的影響,研究結果表明,聚羧酸減水劑能夠顯著改善MOC的流變性能,這是由于聚羧酸減水劑吸附在水泥顆粒表面,阻止了MgO顆粒與水的反應,MOC漿料的凝結時間被延長。同時,由于形成了大量的凝膠狀5MgO-MgCl2-8H2O晶體,在某些聚羧酸減水劑存在下,MOC表現出優異的機械性能。 Luo等[15]詳細研究了羥基乙酸對MOC耐水性能的影響。研究結果表明,羥基乙酸改性MOC對抗壓強度的影響可以忽略不計,但可以顯著提高軟化系數。 通過微觀試驗進一步表明,羥基乙酸形成羥基乙酸鎂絡合物,并抑制Mg(OH)2形成,通過配位和吸收作用穩定了水中的5相。 Chen等[16]研究了磷酸和酒石酸對MOC性能的影響,發現添加質量分數為1%的磷酸和酒石酸可以提高MOC的耐水性能并降低熱穩定性,同時降低了MOC的抗壓強度,延長了凝結時間。 Ye等[17]將D-葡萄糖酸鈉加入MOC,發現MOC的初凝時間和終凝時間會被延長,一定量的D-葡萄糖酸鈉還可以增強MOC的機械強度及耐水性能;改性MOC試件浸入水中后,5相含量保持不變甚至增加。從微觀角度分析,MOC中的棒狀5相在D-葡萄糖酸鈉的作用下轉化為凝膠狀5相,有效地阻礙了水分滲入MOC內部結構,對5相形成凝膠狀結構保護。 El-Feky等[18]通過研究發現,在MOC中加入硅粉可提高其耐水性能,但抗壓強度會明顯降低;若使用納米二氧化硅代替硅粉,則會增加M-S-H凝膠比例并硬化孔隙結構,提高MOC的力學性能。Guo等[19]也得到了硅粉影響的類似結論,并且后續研究了摻入硅粉與粉煤灰的混合物對MOC耐水性能的影響。研究結果表明,摻入硅粉和粉煤灰的混合物優化了MOC的多孔結構,增大了密度和抗壓強度,從而提高了耐水性能。通過微觀試驗發現,細硅粉和粉煤灰顆粒的填充作用及Mg-Cl-Si-H凝膠的形成是MOC具有致密微觀結構的主要原因,5相含量隨著硅粉和粉煤灰的結合而降低,這有助于緩解內應力,提高MOC的穩定性,從而增強疏水性。另外,Lauermannová等[20]發現硅藻土對MOC的機械性能也有較強的提升作用。 Han等[21]將酸活化坡縷石引入MOC以構建無機纖維增強結構,結果發現MOC的抗壓強度及耐水性能確實得到提高。 Li等[22]將形態穩定的相變材料(form-stable phase change material,FSPCM)植入MOC體系中,生成了具有高儲熱效率和相當機械強度的MOC/FSPCM復合材料。研究結果表明,加入FSPCM后,MOC的結構沒有被破壞,水化速率、水化溫度和總水化熱有所下降,MOC/FSPCM復合材料的熱導率隨著FSPCM質量分數的增加而降低。 部分外加材料的摻入不僅能對MOC的性能起到提升效果,而且能對環境起到一定的保護作用。Ma等[23,24]研究發現,在MOC中摻入大體積廢石膏可提高5相在水中的穩定性,有利于提高MOC的耐水性能;通過進一步研究發現,摻入煙氣脫硫石膏和磷石膏未生成新的水化產物,但生成的5相會減少,水化產物之間的大孔隙略微增加,從而不同程度地降低了MOC的抗壓強度,且降低水浸后的總孔隙率,使耐水性能和體積穩定性逐漸提高。Gu等[25]也提出了同樣的觀點,進一步發現磷石膏和脫硫石膏的摻入,增大了MOC的流動性并延緩凝固。微觀試驗結果表明,磷石膏和脫硫石膏的摻入誘導了3 1 8相形成,未經處理的磷石膏在MOC系統中的相容性優于脫硫石膏,磷石膏中的磷酸鹽雜質促進了5相和3相成核并提高其水穩定性。 Sheng等[26]以普通農林加工廢竹屑為增韌材料、以FeSO4為抗水劑制備的改性氯氧鎂水泥孔隙數量和孔徑減少,在體系內形成了Fe-O(OH)和5相配合物,從而耐水性能得到明顯提升。 Xu等[27]將疏浚作業產生的疏浚沉積物(dredged sediment,DS)及其煅燒產物煅燒疏浚沉積物(calcined dredged sediment,CDS)摻入MOC,發現DS/CDS可增強MOC漿料的耐水性能,且DS誘導的改性優于CDS。經過進一步研究發現,添加DS雖增加了改性MOC的孔隙率,但在整個MOC體系和針狀5相晶體中觀察到不溶性Mg-Al-Si-Cl-H凝膠,這阻礙了水的侵入,從而提高了MOC漿料的耐水性能。 除了研究單摻材料對MOC性能的影響之外,通過復摻無機和有機材料來改性MOC也成為目前氯氧鎂水泥的一大研究熱點。 Huang等[28]研究了粉煤灰、磷酸、納米二氧化硅添加劑對MOC水化過程、凝結時間、抗壓強度、耐水性能和熱穩定性的影響。研究結果表明,在含有粉煤灰和磷酸的MOC中添加納米二氧化硅可減少初凝時間和終凝時間,降低熱穩定性,提高抗壓強度并明顯增強MOC的耐水性能。耐水性能顯著增強歸因于5 1 8相的二次水合和納米顆粒促進無定形凝膠的形成。 Gong等[29]研究了粉煤灰和偏高嶺土的單一和復合摻加對MOC的影響。研究結果表明,粉煤灰可以延緩MOC的形成,減緩MOC的水化過程,而偏高嶺土對MOC的影響是相反的。粉煤灰和偏高嶺土的單一和復合摻加不改變MOC中水化產物的相組成,有利于形成更優質的5相,并且MOC的抗壓強度和致密度隨著摻量的增加而降低。 Wang等[30]研究了摻入粉煤灰和聚乙烯纖維對MOC性能的影響。測試結果表明,改性MOC具有出色的應變硬化和多縫開裂特性。 Ye等[31]研究了玉米淀粉和聚丙烯酸鈉對MOC的影響。研究結果表明,復合材料具有更高的抗壓強度、防水性及抗風化能力。玉米淀粉促進了5相晶體的生長和排列,從而提高了MOC的
- >
上帝之肋:男人的真實旅程
- >
龍榆生:詞曲概論/大家小書
- >
月亮與六便士
- >
羅曼·羅蘭讀書隨筆-精裝
- >
自卑與超越
- >
姑媽的寶刀
- >
回憶愛瑪儂
- >
小考拉的故事-套裝共3冊