新型富水熱半導體材料耐久性與穩(wěn)定性試驗研究.pdf

1、青藏高原高海拔的多年凍土區(qū)巖土工程,都面臨著高溫、高含冰凍土以及全球氣候變暖的難題。工程修建帶來的人工熱擾動必將導致下部多年凍土融化沉降,尤其對于未來黑色路面的高速公路更為嚴重。這樣給維持多年凍土區(qū)工程長期安全增加了難度,隨之而來的還有病害治理問題。本文在課題組前期相關富水熱半導體材料研究成果基礎上,新研制一種既可以在新建路基中應用,又可治理既有路基工程的新型高效、施工方便、經(jīng)濟環(huán)保熱半導體材料。此種新型富水材料基于冰、水相變后的4倍導

2、熱系數(shù)差異,水化反應形成的網(wǎng)狀結構可短時間固結大量自由水,凍融狀態(tài)下導熱系數(shù)比在2.9倍以上,并形成較高的強度。
　　本文以室內(nèi)試驗為主,選用硫鋁酸鹽水泥熟料為基料,天然硬石膏和生石灰為輔料,考慮多種添加劑同時作用的復雜性和攪拌工藝的影響,通過正交優(yōu)化,最終確定新型富水熱半導體材料的制漿工藝為:基料漿液和輔料漿液分別攪拌5min后混合澆筑;各組分配比范圍為:以硫鋁酸鹽水泥熟料為基料,緩凝劑 R1和緩凝劑 R2(0.4％~0.6%,

3、與基料的質(zhì)量比,下同)、基料膨潤土(2%~4%)、天然硬石膏(40%~60%)、生石灰(15%~25%)、氫氧化鋰(2%~4%)、促凝劑C(2%~4%)、輔料膨潤土(5%~7%)。獲得研制的新型熱半導體材料性質(zhì)如下:
　　(1)新型富水材料在水灰比為2.0~3.0條件下,含水率達到140%以上,凍融狀態(tài)下導熱系數(shù)比分別為2.9倍以上,養(yǎng)護28d抗壓強度大于1.7MPa,并且其凍脹率和滲透系數(shù)分別低于3.9%和9.6E-6cm/s。

4、
　　(2)對新型富水材料試樣進行25次凍融循環(huán)測試,得出水灰比2.0、2.5和3.0試樣的保水率和抗壓強度分別在97%和1.3MPa以上,水灰比2.0試樣的強度高達2.94MPa。在經(jīng)歷多次凍融后,保水率較高,具有良好的熱半導體性,抗壓強度保持在峰值強度的80%以上,新型富水材料具有良好的抗凍融性。
　　(3)在不改變材料熱半導體性的同時,利用其重結晶性質(zhì),確定了材料的預壓荷載為對應臨期峰值強度的80%,將三種水灰比試樣養(yǎng)