无砟轨枕混凝土用高效矿物掺和料优化及性能研究

西南科技大学材料科学与工程学院 毕业设计(论文)开题报告 填表说明 1.根据《西南科技大学本科毕业设计(论文)工作管理办法》要求,每位学生必须认真撰写《毕业设计(论文)开题报告》。 2.每位学生应在指导教师的指导下认真、实事求是地填写各项内容。文字表达要明确
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西南科技大学材料科学与工程学院
毕业设计(论文)开题报告

填表说明

1. 根据《西南科技大学本科毕业设计(论文)工作管理办法》要求,每位学生必须认真撰写《毕业设计(论文)开题报告》。
2. 每位学生应在指导教师的指导下认真、实事求是地填写各项内容。文字表达要明确、严谨,语句通顺,条理清晰。外来语要同时用原文和中文表达,第一次出现的缩写词,须注出全称。
3. 开题前,须进行文献查阅,要求与论文研究有关的主要参考文献阅读数量不少于15篇,其中外文资料应占一定比例。参考文献的书写请参照《西南科技大学本科生毕业设计(论文)撰写规范》。
4. 毕业设计(论文)开题报告总字数应满足本院(部)要求。
5. 请用宋体小四号字体填写,并用A4纸打印,于左侧装订成册。
6. 该表填写完毕后,须请指导教师审核,并签署意见。
7. 《西南科技大学本科生毕业设计(论文)开题报告》将作为答辩资格审查的主要材料之一。
8. “题目类别”一栏选填:A、工程设计;B、理论研究;C、工程应用研究;D、其他。
9. “课题来源”一栏选填:A、教师科研;B、社会实践; C、实验室建设; D、其他。
10.本表格可自行扩页。

毕业设计(论文)开题报告

题目名称 无砟轨枕混凝土用高效矿物掺和料优化及性能研究
题目类别 C、工程应用研究 课题来源 A、教师科研
一、 选题背景及依据(简述国内外研究现状、生产需求状况,说明选题目的、意义,列出主要参考文献)
1.1无砟轨枕混凝土研究现状
无砟混凝土轨枕是国内外高速客运专线应用范围最广泛的高性能轨枕。无砟轨道具有整体性强、稳定性好、坚固耐用、轨道变形小和变形累积缓慢等特点,利于高速行车,可大大减少维修和养护工作量、降低作业强度和改善作业条件。随着我国既有线提速和铁路客运专线建设的展开,对线路的稳定性和平顺性要求越来越高,我国客运专线以无砟轨道为主要选型的技术路线已成为共识[1]。近年来,我国铁路建设得到了长足的发展,截止2012年底,我国铁路营业里程达到9.8万km,高铁运营里程达9356km居世界第一位,至2015 年底,高速铁路的运营里程业已达到1.9 万km[2,3],短短三年时间翻了一番。
无砟轨道是由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔等部分组成[4],钢轨直接承受由机车车辆传来的巨大动力,并传向轨枕,通过轨枕和扣件的隔振、减振和衰减后传递给道床,并将作用力扩散传递于路基。在这系统中,作为混凝土材料的轨枕需要承受巨大的荷载,为了保证在服役期间具有良好的稳定性,无砟轨枕有严格的制备工艺要求,其中混凝土的强度等级为C60, 应具有较高的早期强度(尤其是脱模强度不应低于40MPa及其它龄期早期强度),较好抗冻性等技术指标。为保证无砟轨枕混凝土的早期强度及较好耐久性,相关标准要求必须采用专用复合掺和料或高活性矿粉,高活性粉煤灰等掺和料,利用其高水化活性及微集料效应,以期提高无砟轨枕混凝土的工作性能、力学性能及耐久性能。
1.1.1矿粉在高性能混凝土中的研究
矿粉是以高炉水淬矿渣为主要原料经干燥、粉磨处理而制成的超细粉末材料, 是制备高性能水泥和混凝土的优质混合材。矿粉主要化学成分为: CaO、SiO2 、Al2O3等。矿粉自身具有水硬性,能与水反应生成具有一定胶凝性的水化产物,还可与水泥中C3S 、C2S 水化生成的Ca(OH)2发生二次反应生成C-S-H凝胶, 填充于孔隙中,优化了混凝土孔结构,提高抗渗性能,降低氯离子扩散速度,减少体系内Ca(OH)2的含量,抑制碱集料反应,提高混凝土抗硫酸盐腐蚀能力,使混凝土的耐久性得到较大的改善[5]。矿粉作为混凝土的掺和料, 掺入混凝土中不仅可以节省水泥用量, 降低胶凝材料水化热, 而且可以改善混凝土的绝热温升[6]。
随着人们发现矿粉对混凝土性能有积极的作用,越来越多的学者对矿粉作为矿物掺和料进行了相关研究, 例如翟伟等人[7]通过研究不同细度矿粉对水泥强度和流动度的影响。最后他们得出以下结论:
(1)矿粉的活性随矿粉细度的增加而增加,但流动度随细度的增加略有降低。
(2)采用蒸汽养护时,掺入超细矿粉可较大幅度提高混凝土早期强度,且后期强度持续增长。超细矿渣微粉替代水泥的比例以40%左右为宜。
王立久等人[8]通过研究矿粉作为掺和料和不同水胶比对混凝土早期强度和工作性能的影响,最后他们得出结论:在水胶比较小时,矿粉掺入混凝土中会降低混凝土的早期(7d)抗压强度,但当水胶比大于0.44 时其会提高混凝土的早期(7d)抗压强度,矿粉掺入会使混凝土的坍落度和流动性降低。杨荣俊等人[9]通过研究掺加矿粉对混凝土水化热、抗水渗透性能、抗氯离子渗透性能、抗碳化性能以及抗冻性能的影响。结果表明:混凝土中掺加矿粉,可降低浆体水化热;大幅提高混凝土的抗水渗透性能;显著提高混凝土抗氯离子渗透性能,尤其是采用矿粉和粉煤灰复配技术并结合引气剂的使用;在同强度的条件下掺矿粉混凝土和普通混凝土具有相同的抗碳化作用能力;在强度和含气量相同的条件下掺矿粉混凝土和普通混凝土具有相同的抗冻融能力。
张亮等人[10]用不同掺量的磨细矿渣微粉掺和料, 配制C60干硬件混凝土应用于轨枕生产,研究表明:
(1)矿粉的成本比水泥的成本要低的多, 故掺矿粉具有较好的经济效益。以年产量70万根轨枕计算, 若以10%的矿粉等量取代水泥一年可节省约40万元左右,具有一定的经济效益。
(2)不同于矿渣水泥中的矿粉, 外掺矿粉在细度上比前者具有一定的优势, 适量的矿粉掺量有利于改善混凝土的和易性, 显著地提高混凝土的粘聚性、有效防止混凝土拌合物泌水现象, 有利于混凝土制品振动成型。但若掺量过大则会给搅拌机的搅拌带来一定的困难。
(3)水灰比的降低,水泥用量的减少均可以减少水化热, 从而减少了由于水化热引起的混凝土自收缩、开裂等一系列问题, 增加了混凝土的韧性, 特别是对降低高强混凝土的脆性起到了积极的作用: 由于矿粉掺和料的加入, 水泥与矿粉的水化产物有相互填充的作用, 这有利于提高混凝土的密实性; 矿粉与水泥有二次到多次的水化反应致使混凝土的水泥基多相系矿物生成物发育充分。这些对混凝土的长期性、耐久性、强度均有所提高[10]。
Wei H Y等人[11]研究了矿粉和粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性能,研究表明矿粉和粉煤灰作为矿物掺和料添加到混凝土中,可以提高混凝土抵抗氯离子渗透能力。如果只添加矿粉,添加的量越大,养护时间越长,混凝土对氯离子渗透的抵抗力就越强。 转载请注明来源。原文地址:http://www.lw54.com/html/cailiao/20210905/8451577.html   

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