内养护橡胶集料混凝土在桥面铺装中的工程研究及应用

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本课题依托鲁山县三里河桥桥面铺装项目,利用高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer,SAP)通过自身的吸水和释水行为既有助于弥补CRC强度折减的缺陷,又可以有效减少混凝土中橡胶上浮的影响,改善CRC流动度和和易性的特性。为项目寻求适用于桥面铺装的施工配合比,本文将0kg/m~3、30kg/m~3、60kg/m~3和90kg/m~3掺量的橡胶集料和0kg/m~3、0.75kg/m~3、1.5kg/m~3和2.25kg/m~3SAP掺入混凝土中,研究二者对混凝土的工作性能、抗压强度、抗折强度、弹性模量以及抗氯离子渗透性能的影响;同时,通过电镜扫描试验和压汞试验,研究了内养护橡胶集料混凝土的内部孔结构,从微观角度揭示了SAP的作用机理及影响差异。最后,针对橡胶集料在施工过程中易产生上浮的关键问题,以量化橡胶集料在桥面板纵向截面的分布方式探讨了内养护橡胶集料混凝土的施工可行性。最后,对关键施工技术以及项目成本进行总结,为内养护橡胶集料混凝土的应用发展提供工程依据。研究得到的主要成果如下:(1)橡胶集料的掺入会降低混凝土的抗压强度。但SAP的掺入能够促进混凝土的水化反应,提高混凝土后期的抗压强度。同时,SAP对混凝土弯拉强度起到了增强作用,提高材料韧性。(2)橡胶集料的添加可以有效地增强混凝土抗氯离子渗透性能,但随着橡胶掺量的逐步增大,混凝土的抗氯离子渗透性能呈现出先增强后减弱的趋势。而SAP则在一定程度上起到了抑制作用,每增加0.75kg/m~3SAP,混凝土的抗氯离子渗透能力削弱约4%。同时通过因橡胶集料和SAP掺量对内养护橡胶集料混凝土抗氯离子扩散系数的影响引入影响系数f(x,y),对内养护橡胶集料混凝土抗氯离子渗透性能模型进行化简,得出以橡胶掺量、SAP掺量为影响因子的数学拟合模型。(3)通过压汞试验和电镜扫描试验,橡胶集料因本身与水泥不反应的性质,增加了混凝土内部裂纹;而SAP在释水过后,则会遗留下孔洞。两者皆对混凝土力学性能产生影响。(4)将内养护橡胶集料混凝土应用于鲁山县三里河桥桥面铺装项目当中,对内养护橡胶集料混凝土进行力学性能、上浮问题进行试验分析,证明其工程可行性。从实际工程角度总结施工方法和成本。
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