SBS/白炭黑复配改性沥青性能的研究

通过对SBS单一改性沥青和SBS/白炭黑复配改性沥青基本性能的测试,研究了不同改性剂及其掺量对基质沥青性能的影响.结果表明:掺4％SBS改性沥青能够改善基质沥青的高温性能、低温性能和感温性能;掺4％SBS+3％白炭黑复配改性沥青也能改善基质沥青的高温性能、低温性能和感温性能,并且其改善效果优于掺4％SBS单一改性沥青.     

TB复合高模量剂改性沥青的黏弹特性及混合料性能研究

基于DSR、MSCR、BBR试验,研究TB(Terminal Blend)复合高模量剂改性沥青的的黏弹特性,并与20%TB(胶粉)沥青、5%SBS改性沥青进行了对比分析。通过车辙试验、低温弯曲试验与疲劳试验,对比分析了TB复合高模量剂改性沥青混合料的高低温性能和疲劳特性。结果表明,掺加高模量剂能显著改善TB(胶粉)沥青的中温和高温黏弹特性,提高抗车辙因子、增大弹性恢复率、降低不可恢复蠕变柔量;增加TB胶粉掺量能降低复合改性沥青的低温PG分级;(20%、25%)TB胶粉+(6%、8%)KT-1高模量剂复合改性沥青混合料的抗车辙性能、力学性能和抗疲劳耐久性能均优于5%SBS改性沥青混合料,TB复合高模量剂改性沥青混合料适用于高温重载地区沥青路面。     

TB+SBS复合改性沥青的性能

将不同掺量的SBS掺入TB沥青(terminal blend胶粉改性沥青)中,制得TB+SBS复合改性沥青.采用室内试验评价了SBS对TB沥青路用性能的改性效果,探讨了SBS对TB沥青路用性能的改性机理.结果表明:SBS能有效提高TB沥青的软化点和延度,降低其针入度.掺入3.0%(质量分数)的SBS可使TB沥青的PG分级从原来的58-28提高到70-28,使TB沥青混合料高温稳定性优于4.5%SBS改性沥青混合料.TB+3.0%SBS复合改性沥青是一种高、低温性能兼顾的产品.在相同目标空隙率下,综合考虑沥青混合料的疲劳性能、自愈合补偿作用以及高温稳定性,各种沥青混合料综合性能优劣排序为TB+3.0%SBS复合改性沥青混合料4.5%SBS改性沥青混合料TB沥青混合料基质沥青混合料.SBS、胶粉、基质沥青三者之间交联紧密,形成了均匀、致密的TB+SBS复合改性沥青体系.     

厂拌热再生沥青混合料性能影响试验研究

介绍了厂拌热再生沥青混合料目标配合比设计过程。研究了基质沥青和SBS改性沥青、回收沥青路面材料(RAP)掺量为30%和45%时对再生沥青混合料目标配比设计及路用性能的影响。结果表明:随着RAP掺配率的增加,再生沥青混合料的最佳沥青用量(OAC)增加,水稳性、低温抗裂性以及渗水性能有所降低,高温性能明显增加。随着基质沥青向改性沥青转变,再生沥青混合料的高温性能、水温性能、低温抗裂性能以及渗水性能均增强。     

TB胶粉复合SBS改性沥青及混合料的低温性能

通过小梁弯曲蠕变试验(BBR)以及半圆弯拉试验(SCB),对不同TB胶粉掺量和苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)掺量的TB胶粉复合SBS改性沥青及其混合料的低温性能进行研究,并对其低温性能指标进行相关性分析.结果表明:与基质沥青相比,TB胶粉改性沥青具有优异的低温性能,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温PG分级温度下降,沥青低温应力变小,混合料低温抗裂性增强;TB胶粉复合3%SBS改性沥青及其混合料的低温性能高于基质沥青,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温性能改善效果较为显著,但低于相应掺量的TB胶粉改性沥青;随着SBS掺量的增加,10%TB胶粉复合SBS改性沥青的低温性能变化不明显,混合料的低温抗裂性变差;TB胶粉改性沥青的低温PG分级可以很好地反映沥青及其混合料的低温性能,而TB胶粉复合SBS改性沥青不能通过单一的PG分级来评价其低温性能,需要结合其他指标共同评价.     

纤维与BRA岩沥青复合改性剂组成优化及混合料性能评价

为了优化木质素纤维、聚酯纤维、BRA岩沥青复合添加剂材料组成,以峰值剪切强度为评价指标,通过极差、方差分析了木质素纤维、聚酯纤维、BRA岩沥青对基质沥青抗剪切强度的影响,优选了纤维的最佳掺配比例及BRA岩沥青的最佳掺量。通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂强度试验研究了纤维与BRA岩沥青复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明,当复合添加剂中m(木质素纤维)∶m(聚酯纤维)=1∶2,纤维总掺量为基质沥青质量的7%,BRA掺量为沥青质量的15%时,复合改性沥青具有最优的抗剪切性能。复合改性剂可以同时发挥BRA岩沥青的高温改性优势以及聚酯纤维的低温性能。     

BRA改性沥青室内性能评价研究

基于布敦岩沥青(BRA)的改性机理及改性沥青生产工艺,制备了不同掺量的BRA改性沥青。通过室内试验评价BRA改性沥青的路用性能,并与基质沥青及SBS改性沥青进行对比。试验结果表明:BRA的掺加提升了沥青的高温性能、抗车辙变形能力、温度敏感性以及耐久性能;但是降低了沥青的延度,建议采用沥青混合料试验评价BRA改性沥青的低温性能。综合考虑BRA改性沥青的各项路用性能指标,推荐BRA的最佳掺量为20%~30%。     

不同疲劳试验中改性沥青混合料疲劳性能对比

使用四点弯曲疲劳试验(4PB)、两点梯形梁疲劳试验(2PB)和overlay tester(OT)试验3种试验方法,对工程上常用的7种沥青混合料疲劳性能进行了测试.结果表明:在3种疲劳试验中,掺加6%(质量分数,下同)SBS的改性沥青混合料疲劳性能均较好,同时掺加10%TB胶粉和3%SBS的改性沥青混合料、掺加4.5%SBS的改性沥青混合料和同时掺加4.5%SBS及0.4%多聚磷酸(PPA)的改性沥青混合料疲劳性能均一般,掺加3%SBS的改性沥青混合料疲劳性能较差,温拌剂改性沥青混合料和埃索基质沥青混合料的疲劳性能最差;提高SBS掺量可以有效地提高沥青混合料的疲劳性能;添加TB胶粉和PPA可以在不同程度上提高SBS改性沥青混合料的疲劳寿命,但其对疲劳性能的影响力逊于SBS;不同试验方法中沥青混合料疲劳性能的排序具有一致性,具体排序稍有不同.     

溶解性胶粉复合RET改性沥青及其混合料性能研究

为了解决TB沥青(Terminal Blend胶粉改性沥青)高温性能不足的问题,将反应性弹性体三元共聚物(Reactive Elastomeric Terpolymer,RET)掺加到TB沥青中制备TB沥青与RET复合改性沥青,采用针入度评价体系和SHRP沥青结合料评价体系系统研究了TB胶粉掺量(10%,15%,20%)和RET掺量(1. 0%,1. 5%,2. 0%)对RET复合溶解性胶粉改性沥青性能的影响,进而采用车辙试验、低温弯曲试验、自愈合前后四点弯曲疲劳试验评价TB胶粉复合RET改性沥青的高低温性能和抗疲劳耐久性能,并将其与SBS,SBR改性沥青混合料进行了对比。     

Terminal Blend胶粉改性沥青的复合改性研究

采用室内试验分析了岩沥青和SBS掺量对Terminal Blend胶粉改性沥青(TB沥青)性能的影响;采用荧光显微镜及表面能测试仪研究了岩沥青和SBS对于溶胶沥青的增强作用及增强机理.结果表明:岩沥青与SBS在提高TB沥青高温性能的同时,可在一定程度上保留其低温性能中的突出特点;TB岩沥青(内掺20%(质量分数,下同)岩沥青+20%橡胶粉)的PG分级可达PG 76-28;车辙试验表明掺量为2.0%的SBS与TB岩沥青(内掺10%岩沥青+10%橡胶粉)复合后的SBS/TB岩沥青改性沥青高温性能高于SBS掺量为4.5%的SBS改性沥青(PG 76-22),从而有效降低了SBS掺量;表面能试验与TSR试验结果均表明TB沥青的黏附性能随着岩沥青与SBS掺量的增加呈现出先增后减趋势,岩沥青与SBS总体上提高了TB沥青的黏附性;荧光显微镜的观测结果进一步证实了SBS与TB沥青二次复合后的改性沥青内部均匀、稳定.     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.