公路工程智能超載感應(yīng)混凝土的制備研究.pdf

1、公路運營中車輛超載不僅損壞路面結(jié)構(gòu)而且會引發(fā)橋梁的垮塌及其他事故。超載感應(yīng)混凝土具有較好導(dǎo)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(jié)合，制備以碳纖維、鋼纖維和石墨為導(dǎo)電相的超載感應(yīng)混凝土，利用超載感應(yīng)混凝土的電阻

2、率與荷載間的對應(yīng)關(guān)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(yīng)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(cè)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(shè)計了制備超載感應(yīng)混凝土的工藝參數(shù)，對其電

3、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(yīng)混凝土兩試驗指標的影響，并且得到了最佳配比。結(jié)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

4、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(dǎo)電相間的搭接從而破壞導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)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(yīng)混凝土的壓敏性即電阻變化率與壓應(yīng)力的關(guān)系，并且研究了粗集料的體積摻量和粒徑大小對超載感應(yīng)混凝土壓敏性的影響，進而對超