水泥稳定碎石早期损伤自愈合过程力学性能试验研究

微裂技术(Microcracking)是一种减轻半刚性基层早期开裂的新方法,指在水泥稳定材料上引入微细裂缝网络吸收自身收缩应力,从而降低早期收缩应力避免长、宽裂缝的形成,而水泥稳定碎石材料微裂缝的愈合特性以及微裂程度与愈合程度之间的关系是微裂技术的关键.通过使用振动击实仪制备微裂程度不同的试样,在不同龄期测定无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量,研究微裂后水泥稳定碎石材料早期损伤自愈合过程及力学强度变化规律.研究得出:综合考虑微裂作用对水泥稳定碎石材料收缩应力的释放以及材料后期的强度恢复,微裂技术的实施时间宜选在养生2d进行,且微裂程度不超过40％;微裂后水泥稳定碎石的7d无侧限抗压强度可恢复至80％以上,满足规范要求,不影响施工工期;水泥稳定碎石试样微裂后,抗压强度、劈裂强度及抗压回弹模量的下降百分率差异较大,劈裂强度下降百分率为抗压强度的1.6～1.8倍,抗压回弹模量下降百分率为抗压强度的1.4～1.6倍.     

磷渣做路面基层材料的试验研究

根据磷渣的物理化学特性,进行了磷渣做路面基层材料的试验研究.研究结果表明:选用适宜的稳定技术和配合比,磷渣路面基层材料可满足高等级公路的要求.二灰稳定磷渣7d强度可达0.88Mpa以上,28d强度2.80Mpa以上;水泥粉煤灰稳定磷渣7d强度可达1.8Mpa,28d强度达2.9Mpa.磷渣路面基层材料长期劈裂强度增长较快,而回弹模量并没有太明显提高,是一种韧性很好的路面基层材料.     

不同强度废旧混凝土水泥稳定再生材料路用性能研究

为了研究废旧混凝土强度与再生集料性能及水泥稳定再生基层材料的力学及耐久性能之间的影响规律,采用钻芯法对废旧桥梁T梁、立柱、废旧路面混凝土不同结构部位取样进行抗压强度试验,得出废旧混凝土的强度推定值,分别为25.8 MPa、37.4 MPa、58.1 MPa。对3种不同强度废旧混凝土再生集料的性能进行对比,并分析了不同强度废旧混凝土对再生集料性能及水泥稳定再生材料力学和耐久性能的影响。结果表明:废旧混凝土强度增加,再生集料的压碎值、针片状含量、吸水率减小,塑限指数及相对表观密度增大;废旧T梁、立柱、路面混凝土水泥稳定再生材料最佳含水率及最大干密度分别近似的呈线性减小和增大的趋势;同时,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能均表现增大的变化规律,但干缩性能减弱。废旧混凝土强度增加能有效提高水泥稳定再生材料的路用性能。     

水泥稳定碎石-煤矸石混合料性能试验研究

将煤矸石最大限度地应用于高等级路面基层是一项重要的利用途径.首先研究了煤矸石的物化特性,其次采用部分煤矸石替代2.36～13.2 mm范围内的普通碎石,选用5.5％的水泥剂量,依据煤矸石、碎石的不同掺量设定了8组级配混合料,进行室内7d无侧限抗压强度试验;最后对3组优选级配混合料进行力学性能试验研究.结果 表明:煤矸石性能良好,采用26％ ～ 30％的碎石1号料,煤矸石利用量可达到35％ ～47％,且混合料的7d无侧限抗压强度满足规范中高等级路面基层的要求;经过标准养生28 d和90d的混合料抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度和劈裂回弹模量均能满足规范要求,该混合料可用于高等级路面基层.     

高碱水泥性能改善型助磨剂试验研究

为改善高碱水泥对水泥、混凝土性能产生的诸多不利影响,研究了具有功能改善作用的高碱水泥专用助磨剂。进行了试验室和工业试验,对比掺加与不掺加高碱水泥专用助磨剂的高碱水泥的技术性能。结果表明,高碱水泥专用助磨剂可以有效降低高碱水泥最早期和早期水化速率;延长水泥凝结时间;降低1d强度,大幅度提高28d、90d强度;降低3d、7d水化热;降低稠化指数;改善水泥与减水剂相容性,特别是减小经时损失;降低开裂敏感性。混凝土试验结果表明,高碱水泥专用助磨剂可以提高混凝土坍落度,降低坍落度损失;降低混凝土开裂敏感性;提高混凝土28d强度。     

基于二次回归正交组合设计的水泥稳定碎石微裂程度控制方法研究

微裂程度直接影响着水泥稳定碎石材料实施微裂后能否出现理想裂缝以及力学强度的自愈.为了更加科学合理地对微裂程度进行控制,定义水泥稳定碎石材料早期微裂后抗压回弹模量的下降百分率为微裂程度,利用SPSS软件对混合料结构类型、水泥用量、微裂时间、微裂荷载对水泥稳定碎石微裂程度的影响情况进行显著性分析后,基于二次回归正交组合设计方法,建立了水泥稳定碎石微裂程度控制模型.结果表明:抗压回弹模量的试验值与回归方程得到的计算值接近.在实际工程的应用中,可利用此模型,根据设计要求的抗压回弹模量值来确定所对应的微裂时间和微裂荷载,也可计算出微裂时间、微裂荷载确定情况下水泥稳定碎石的微裂程度,从而为水泥稳定碎石微裂程度的有效控制提供参考依据.     

相变水泥混凝土的力学性能与低温调温性能

低温条件下,相变材料可以有效调节路面结构内部的温度,但会影响水泥混凝土的强度,通过力学实验研究了十四烷/膨胀石墨相变材料对水泥砂浆及混凝土的强度性能的影响,利用调温性能实验分析了相变材料对水泥混凝土结构内部的调温过程.研究结果表明:随着十四烷/膨胀石墨的掺量增大,相变水泥砂浆及相变混凝土的强度逐渐加速衰减.当相变材料的掺量为3％(质量分数)时,相变水泥混凝土的强度既可以满足中等交通荷载要求,又表现出较稳定的调温性能.低温下,十四烷/膨胀石墨相变材料可以有效降低水泥混凝土结构内部的温度敏感性,减少温度应力引起的开裂.     

快硬早强路面混凝土的研究现状和展望

随着我国近年来交通量的急剧增加和车载的剧增,我国水泥基混凝土路面损坏日益严重,早期建设的混凝土路面已经接近其使用寿命了,另外当下的交通压力较大,损坏的路段日益增多,损坏点的公路破损面积也在增加。当修补损坏的混凝土路面时,修补施工过程会造成长时间的交通中断,尤其是采用传统硅酸盐水泥时,混凝土早起强度低,养护时间长,长时间不能通行。但城市交通要道、高架桥等重要路段又需要尽快通行,这就造成了禁行施工与连续交通的矛盾。想要解决这个矛盾,就需要使用快硬早强混凝土。因此,快硬早强混凝土的研就现状就将决定当下的混凝土路面修复方法和效率。     

磷石膏对水泥稳定碎石基层性能影响研究

为掌握磷石膏对水泥稳定碎石基层性能的影响,通过制备不同磷石膏用量的水泥磷石膏稳定碎石试件,并结合室内试验对其无侧限抗压强度、抗压回弹模量和抗裂性能进行研究。研究表明:随着水泥用量增加,水泥磷石膏稳定碎石7d无侧限抗压强度、抗压回弹模量和干缩应变均逐渐增加;随着磷石膏用量增加,水泥磷石膏稳定碎石7d无侧限抗压强度和抗压回弹模量呈先增加后减小趋势,在用量为6%时性能最好,干缩应变则逐渐降低,抗裂性能变好;磷石膏水化过程随龄期增长逐渐深入,故龄期越长其对水泥磷石膏稳定碎石的强度指标提高作用越明显;采用6%磷石膏取代1%水泥制备的水泥磷石膏稳定碎石强度指标和抗裂性能较好。     

沥青混凝土抗压强度与回弹模量的试验研究

通过对5种不同沥青含量的沥青混凝土进行单轴压缩试验,得到沥青混凝土抗压强度和沥青用量之间的关系;在测得抗压强度的基础上进行抗压回弹模量试验,得到抗压回弹模量和沥青用量之间的关系;同时根据动、静回弹模量的关系,将静态回弹模量换算为动态回弹模量,以促进路面设计理论由静态向动态的过渡.     

多孔水泥基混凝土疲劳方程的建立及应用

作为水泥混凝土或沥青路面基层的多孔混凝土和面层一起受到荷载和温度的反复作用,因此,在路面应力分析和结构设计中需考虑它的疲劳性能。在多孔混凝土小梁弯拉疲劳实验的基础上,通过分析疲劳寿命实验数据的概率分布,得出其疲劳寿命服从双参数Weibull分布,并依次回归出不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程。根据疲劳方程提出了以多孔混凝土作为水泥混凝土路面下面层应力计算的荷载疲劳应力系数,沥青路面基层层底拉应力验算的抗拉强度结构系数,建立了进行路面结构设计的轴载换算模型。     

水泥锶渣混凝土路用性能评价

为了分析水泥锶渣混凝土用于低交通量道路路面的可行性,采用正交方法分析了水泥用量、用水量(坍落度)、砂率、碎石级配等因素对水泥锶渣混凝土抗压强度和抗折强度的影响规律,优选出合理的材料配合比;试验对不同水泥用量的水泥锶渣混凝土的力学性能、干缩性能、温缩性能和抗冻性能进行了系统评价.结果表明:水泥锶渣混凝土强度低于普通C30混凝土,但“折压比”高,弹性模量小,具有较好的抗裂性能;于缩系数比普通混凝土低20％,温缩系数为普通混凝土的53％,具有优良的抗收缩性能;抗冻性能低于普通混凝土;水泥锶渣混凝土可用于非冰冻地区低交通量道路路面.     

不同掺合料的透水混凝土冻融循环性能研究

透水混凝土的冻融破坏一直是一个影响其在北方地区大规模推广的严重问题,为解决这些问题,分别用粉煤灰、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)乳胶和聚乙烯纤维作为掺合料,通过用掺合料置换透水混凝土混合物中不同比例的水泥来分析掺合料比例的影响,对透水混凝土的渗透性、抗压强度等基本物理性能作了验证试验,采用快冻法以质量损失率和相对动弹模量来评价透水混凝土的冻融循环性能.试验结果表明,不同掺合料对透水混凝土的冻融循环性能均有一定的有利作用,但影响程度和作用机理不同.     

水泥细度对早龄期碾压混凝土综合抗裂性的影响(英文)

水泥水化热与比表面积和化学组成有关,但是相对于调整水泥的化学组成来说,通过减小水泥的比表面积来降低水泥水化热要容易得多。为了探索水泥比表面积与碾压混凝土抗裂性能的关系,采用相同熟料磨制了3种细度的水泥,研究了水泥细度对水化热、胶砂强度的影响,以及对混凝土的工作性、力学性能(抗压强度、抗拉强度和抗拉弹性模量)、极限拉伸值、绝热温升等性能的影响;同时,采用温度–应力试验机,评估了在100%约束和近似绝热条件下水泥细度对早龄期碾压混凝土综合抗裂性能的影响。结果表明:水化热与比表面积成线性关系,降低水泥比表面积是降低混凝土温升的有效、便捷的措施;粗磨水泥提高了碾压混凝土的工作性,降低了混凝土的抗压强度和弹性模量,但混凝土极限拉伸值没有明显变化;温度–应力试验表明,随着水泥比表面积的降低,混凝土第二零应力温度更低,粗磨水泥碾压混凝土综合抗裂风险更低。     

冻融作用下活化煤矸石粉混凝土损伤劣化规律

为促进寒冷地区煤矸石在混凝土中的应用,通过机械-微波方式对煤矸石进行复合活化,从表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和劈裂抗拉强度等方面对煤矸石粉混凝土的损伤劣化规律进行了研究,并使用扫描电子显微镜、核磁共振波谱仪和X射线衍射仪等研究了活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能的改性机理。结果表明:20%(质量分数)掺量下活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能改善效果最好,且经300次冻融循环后,质量损失率和相对动弹性模量分别为2.32%和91.32%,抗压强度和劈裂抗拉强度分别下降了16.40%和26.12%;活化煤矸石粉能填充、细化孔隙,且其二次水化能消耗水泥水化产物Ca(OH)₂,产生C-S-H和C-A-S-H,提升水泥石密实程度,改善孔结构,使大孔占比减少。     

Strength and Young's modulus change in concrete due to long-term drying and heating up to 90 °C

Understanding changes in the strength and Young's modulus of concrete under long-term drying or heating less than or equal to 90 °C is crucial for managing the aging of industrial buildings. We collected experimental data on changes in the physical properties of concrete components, aggregates, cement pastes, and concretes containing different aggregates and mortar under different heating and drying conditions. The change in compressive strength of concretes under various drying or heating conditions was explained by the behavior of the cement paste matrix and damage accumulation caused by differences in volume changes between the aggregate and mortar. In contrast, the variation in the Young's modulus of concrete caused by the drying or heating conditions was mainly explained by the increase in the number of voids due to internal cracking in the concrete.     

西北寒旱环境下泡沫混凝土的可靠度研究

为研究泡沫混凝土在西北寒旱地区的实际服役寿命问题,本文设计了4类不同配合比的泡沫混凝土,标准养护28 d后,进行基准参数分析,同时利用现场暴露试验,定期对泡沫混凝土的动弹性模量、质量等进行无损检测,并结合试件的基准参数从宏观和微观两方面分析了损伤机理和耐久性退化过程,最后通过Wiener退化过程建立了寿命预测模型。结果表明,泡沫混凝土的强度、干缩和孔隙结构与容重、水泥用量等因素有关,且适量的矿粉及粉煤灰可优化泡沫混凝土孔隙结构,从而提高其耐久性。在气候环境与侵蚀性离子综合作用下,4类试件的动弹性模量和质量评价参数均呈先升后降的趋势,并表现出不同的耐久性损伤程度。利用动弹性模量评价参数作为泡沫混凝土耐久性退化指标得到的4类试件的服役寿命分别为12 800 d、14 100 d、17 600 d和16 000 d左右,以质量评价参数作为指标得到的寿命分别为13 800 d、15 000 d、19 600 d和16 000 d左右,其中动弹性模量对泡沫混凝土的耐久性变化更为敏感。综合得到,泡沫混凝土中掺入水泥、矿粉、粉煤灰、石灰、石膏的量分别占总胶凝材料质量的40.0%、32.5%、21.7%、4.2%、1.6%时,试件服役于实际环境的耐久性更为优越。     

早强剂对水泥稳定碎石材料干缩特性试验研究

以研究水泥稳定碎石路用材料的干缩特性为目的,在稳定碎石材料中掺入5%的水泥,再按水泥用量的0%、8%、10%、12%、14%、16%的早强剂(ESE-1型)替换水泥,研究不同早强剂掺量的水泥稳定碎石材料的失水率、干缩应变、干缩系数、失水率与干缩应变的关系.研究结果表明:早强剂能够降低材料的失水率、干缩应变、干缩系数,其中早强剂掺量为16%的材料抗干缩能力最强.故早强剂在提高材料早期强度和加快道路施工速度的同时,能够提高水泥稳定碎石材料的抗干缩能力,改善水泥稳定碎石材料因干缩造成的早期病害.     

寒冷地区硅粉增强玄武岩纤维路面混凝土抗冻性能研究

为探究硅粉对玄武岩纤维路面混凝土抗冻性能的增强效果及改性机理,采用快冻法研究了不同硅粉掺量下玄武岩纤维混凝土质量损失、相对动弹模量、抗弯拉强度随冻融次数的衰减规律;借助压汞法(MIP)以及扫描电子显微镜(SEM),分析冻融前后孔结构及界面结构的演化,从细微观层面揭示硅粉增强机理。研究结果表明:9%(质量分数)硅粉掺量的玄武岩纤维路面混凝土抗冻性能增强效果最佳,相比基准混凝土,冻融320次后质量损失率降低了62.35%,相对动弹性模量提高了14.68%,抗弯拉强度提高了43.89%;MIP测试表明,掺入硅粉能够细化混凝土内部孔结构,减少孔隙数量,优化孔的分布,阻抑最可几孔径和临界孔径的增长;SEM分析发现,掺入硅粉能够改善纤维-水泥石与骨料-水泥石的界面区结构,提高玄武岩纤维路面混凝土的抗冻性能。