本文關鍵詞：公路工程智能超載感應混凝土的制備研究

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【摘要】：公路運營中車輛超載不僅損壞路面結構而且會引發(fā)橋梁的垮塌及其他事故。超載感應混凝土具有較好導電性和壓敏性,利用其壓敏性和周圍混凝土基體材料的相容性,可將碳纖維混凝土作為路面材料,對超載車輛進行實時智能監(jiān)控。同時也可以避免傳統(tǒng)方法成本高、影響運營速度等缺點。本文針對超載現(xiàn)象從智能混凝土及重載交通混凝土路面發(fā)展現(xiàn)狀入手,提出將高強混凝土和智能混凝土相結合,制備以碳纖維、鋼纖維和石墨為導電相的超載感應混凝土,利用超載感應混凝土的電阻率與荷載間的對應關系實現(xiàn)對荷載的實時監(jiān)控。主要做了以下工作:首先,探討了超載感應混凝土的制備工藝,重點研究了碳纖維的分散問題。本文利用聚羧酸高效減水劑對束狀碳纖維進行處理,由于聚羧酸高效減水劑帶有的大分子量長側鏈在水中可以電離出羧基、羥基和磺酸基等基團,這些基團所帶的電荷與碳纖維表面的電荷電性相反,所以在碳纖表面的吸附作用下可以大大提高碳纖維的分散性能。其次,通過正交試驗設計了制備超載感應混凝土的工藝參數(shù),對其電阻率和抗壓強度兩大試驗指標進行了測試,通過直觀分析法和方差分析法分析了碳纖維、鋼纖維、石墨和硅灰4個因素對超載感應混凝土兩試驗指標的影響,并且得到了最佳配比。結果表明碳纖維、鋼纖維和石墨的摻量對試件的電阻率有顯著性影響,隨著三者體積摻量的增加試件的電阻率減小;石墨和硅灰摻量對該混凝土的抗壓強度有顯著性影響,試件的抗壓強度隨著石墨摻量的增加而減小,隨著硅灰摻量的增加而增大。再次,通過試驗研究了水化齡期、纖維摻量、濕度、粗骨料的摻量和粒徑對其電阻率穩(wěn)定性的影響。試件的電阻率隨著齡期的延長而增加,前期增幅較大,后期增幅減緩最終趨于穩(wěn)定;少量的碳纖維即可有效改善試件的電阻率,隨著碳纖維含量的增加電阻率減小;粗骨料摻量增加、粒徑增大都會阻礙導電相間的搭接從而破壞導電網(wǎng)絡的形成進而致使試件的電阻率增大。最后,研究了極限荷載及循環(huán)荷載下超載感應混凝土的壓敏性即電阻變化率與壓應力的關系,并且研究了粗集料的體積摻量和粒徑大小對超載感應混凝土壓敏性的影響,進而對超載感應混凝土的路用性能進行了評價。結果表明電阻變化率與荷載間存在一一對應的關系;極限荷載作用下,電阻率先減小接近試件破壞時電阻率會突然增大;在彈性范圍內(nèi)等幅循環(huán)加卸載作用下,各循環(huán)過程電阻率增減幅度、曲線形狀基本相同,電阻變化率具有可逆性;通過理論和試驗分析得知超載感應混凝土強度較高,壓力敏感性較好,另外與周圍基體間相容性較好可應用于公路工程超載檢測中。
【關鍵詞】：超載感應混凝土 導電性 壓敏性 電阻變化率
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U414
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 智能混凝土國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12
• 1.3 重載交通水泥混凝土路面研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 研究目的及內(nèi)容13-15
• 1.4.1 研究目的13-14
• 1.4.2 研究內(nèi)容14-15
• 第二章 原材料與試驗方法15-32
• 2.1 原材料15-19
• 2.2 主要的實驗設備19-21
• 2.3 試樣制備21-27
• 2.3.1 碳纖維分散21-24
• 2.3.2 電極布置24-26
• 2.3.3 超載感應混凝土試件的制備26-27
• 2.4 性能測試方法27-31
• 2.4.1 電阻測試27-29
• 2.4.2 抗壓強度測試29-30
• 2.4.3 抗折強度測試30-31
• 2.5 本章小結31-32
• 第三章 超載感應混凝土的制備32-43
• 3.1 試驗參數(shù)的確定32-38
• 3.1.1 試驗參數(shù)指標的確定32
• 3.1.2 試驗影響因素的確定32-38
• 3.2 試驗結果與分析38-42
• 3.2.1 直觀分析38-41
• 3.2.2 方差分析41-42
• 3.3 本章小結42-43
• 第四章 超載感應混凝土導電性及電阻率穩(wěn)定性研究43-53
• 4.1 超載感應混凝土的導電機理分析43-44
• 4.1.1 碳纖維混凝土的導電機理43-44
• 4.1.2 超載感應混凝土的導電機理分析44
• 4.2 超載感應混凝土電阻率穩(wěn)定性試驗研究44-52
• 4.2.1 水化齡期對電阻率穩(wěn)定性影響的試驗研究44-47
• 4.2.2 含水率對電阻率穩(wěn)定性影響的試驗研究47-48
• 4.2.3 碳纖維摻量對電阻率穩(wěn)定性影響的試驗研究48-50
• 4.2.4 粗集料的粒徑及摻量對電阻率穩(wěn)定性的試驗研究50-52
• 4.3 本章小結52-53
• 第五章 超載感應混凝土壓敏性試驗研究53-66
• 5.1 壓敏機理分析53-54
• 5.2 壓敏性試驗研究54-58
• 5.2.1 極限荷載下超載感應混凝土壓敏性試驗研究55-56
• 5.2.2 循環(huán)荷載下超載感應混凝土壓敏性試驗研究56-58
• 5.3 粗骨料對超載感應混凝土壓敏性的影響58-62
• 5.3.1 粗集料的體積摻量對壓敏性影響的試驗研究59-60
• 5.3.2 粗集料粒徑大小對壓敏性影響的試驗研究60-62
• 5.4 路用性能評價62-65
• 5.4.1 重載交通作用下路面的破壞形式62-63
• 5.4.2 車輛荷載作用下路面的應力一應變關系特點63-64
• 5.4.3 路用可行性試驗研究64-65
• 5.5 本章小結65-66
• 第六章 結論與展望66-68
• 6.1 結論66-67
• 6.2 展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-72
• 攻讀學位期間所取得的相關科研成果72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 錢覺時;謝從波;邢海娟;賈興文;江楠;;聚羧酸減水劑對水泥基材料中碳纖維分散性的影響[J];功能材料;2013年16期

2 劉玉輝;;淺析智能混凝土的發(fā)展和應用[J];黑龍江科技信息;2013年19期

3 劉業(yè)桃;李明陽;;超載治理與動態(tài)快速稱重檢測系統(tǒng)分析[J];湖南交通科技;2012年03期

4 陳久勝;;用于公路橋梁融雪除冰的導電混凝土研究現(xiàn)狀[J];科技致富向?qū)?2011年11期

5 李建峰;卜娜蕊;;智能混凝土的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];河北建筑工程學院學報;2011年01期

6 吳獻;周志強;杜志強;李龍清;王麗娜;;碳纖維混凝土在動態(tài)稱重中的應用[J];沈陽建筑大學學報(自然科學版);2010年01期

7 程顯強;;智能混凝土的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J];低溫建筑技術;2009年05期

8 吳劍鋒;王彩華;張麗娜;;碳纖維在混凝土中的應用[J];建材技術與應用;2009年02期

9 侯作富;李卓球;王建軍;;碳纖維水泥基復合材料研究中存在的若干問題探討[J];電工材料;2007年02期

10 侯作富,李卓球,王建軍;集料摻量對融雪化冰用碳纖維導電混凝土性能的影響[J];武漢理工大學學報(交通科學與工程版);2005年05期

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本文編號：840634