关于水泥路面表面构造破坏若干问题的研究

本文在考虑路面混凝土表面构造特性的基础上,从磨损和冻融两方面分析了其破坏机理。其中,混凝土路面的磨损主要有粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。另外,混凝土路面在冻融和盐冻作用下的破坏是影响其表面构造乃至整体耐久性的重要原因之一,掺引气剂和矿物掺合料可以提高混凝土抗氯盐化学剥蚀能力。     

冻融循环和氯盐侵蚀耦合条件对聚合物快硬水泥混凝土抗冻性的影响

北方地区冬季除冰盐的使用严重影响桥面铺装混凝土的耐久性。因此将硫铝酸盐快硬水泥(SAC)、聚合物改性快硬水泥(JS)和普通硅酸盐水泥(P.O)三种混凝土置于质量浓度为0%和3.5%的NaCl溶液中进行快速冻融循环试验,分析不同条件下混凝土的冻融损伤发展规律,并结合扫描电镜观察,对不同混凝土在水冻和盐冻环境下的内部损伤机理进行分析。试验表明:(1)相比于盐冻,水冻下混凝土并未发生明显质量变化,冻融破坏速度缓慢且程度低;(2)两种环境下混凝土抗冻性能均为P.OJSSAC;(3)盐冻环境下会产生更多的腐蚀产物Friedel盐,从而加剧混凝土的表面溃散。     

盐冻损伤喷射混凝土衬砌结构氯离子扩散及其模型

以海洋环境喷射混凝土衬砌公路隧道为背景,采用快冻法,以3.5%(质量分数) NaCl溶液为冻融介质,开展隧道出入口盐冻损伤喷射混凝土衬砌结构氯离子扩散规律及模型研究。采用固液萃取法和电位法测试喷射混凝土中氯离子的含量,分析盐冻损伤、配合比参数及混凝土成型方式对氯离子扩散的影响。结果表明:盐冻损伤破坏了喷射混凝土表面的微观结构并增大了其孔隙率,增大了氯离子向混凝土内扩散的速率。低水胶比及低粉煤灰取代率的喷射混凝土氯离子含量及扩散系数较小,钢纤维对提升喷射混凝土抗盐冻性能的作用甚微,模筑混凝土氯离子含量及扩散系数明显大于喷射混凝土。盐冻损伤喷射混凝土氯离子含量分布符合Fick第二定律。以盐冻损伤喷射混凝土相对动弹性模量损失率为指标,建立了考虑环境温湿度、喷射混凝土配合比参数及盐冻损伤的氯离子扩散模型。     

盐冻循环条件下改性沥青的细观结构及低温流变性能

冬季由于低温路面经常会被冰雪覆盖,融雪盐是对路面进行融雪化冰的主要方式之一。为了研究盐冻循环前后的基质沥青、SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）改性沥青和胶粉改性沥青的细观结构和低温流变性能变化,利用SEM和弯曲梁流变仪（BBR）对其测试。结果表明:改性剂以特定的结构形态存在于沥青中,二者具有良好的相容性,这种形态可以更好地吸附沥青,提高沥青的低温弹性或韧性,进而改善了沥青的低温性能。盐冻循环破坏了沥青的结构,影响了沥青的低温抗裂性能。经历盐冻循环后沥青的蠕变劲度模量增大、蠕变速率减小,低温抗裂和应力松弛能力降低,但改性沥青低温性能总体上优于基质沥青。因此建议北方等寒冷地区尽量选用改性沥青作为路面材料。      

风积沙混凝土盐冻多尺度劣化机制

研究风积沙混凝土盐冻劣化规律，揭示劣化机制对其推广应用有重要指导意义。基于室内快速冻融试验及力学特性试验研究了风积沙混凝土盐冻劣化规律，结合SEM、NMR、XRD等表征技术及损伤力学理论从多尺度揭示了盐冻劣化机制。结果表明：风积沙影响混凝土的抗冻性，100%掺量风积沙混凝土强度低，但抗冻性最好。混凝土质量损失率及抗压强度损失率均随盐冻循环次数的增加而增大，相对动弹性模量随盐冻循环次数的增大而减小。风积沙混凝土的盐冻损伤是一个物理-化学过程，界面过渡区(ITZ)骨-浆剥离及附近砂浆基质开裂是导致其宏观物理、力学性能退化的主要原因。风积沙可以改变混凝土内部的孔隙结构及水分传输路径，进而影响孔隙饱和度及混凝土的抗盐冻性能。     

橡胶/混凝土盐冻循环后性能劣化及微观结构

制备普通混凝土(Normal concrete,NC)和橡胶/混凝土基体(Rubber/NC),研究盐冻循环60次内,表观现象、剥落量、抗压强度损失等性能指标劣化过程,采用超声波无损检测法评价混凝土盐冻循环破坏前后超声参数变化,建立相对波速、损伤度与抗压强度的关系,利用SEM观察盐冻循环损伤前后试件微结构变化。结果表明:随盐冻循环次数增加,混凝土试件表面剥蚀愈显著,剥落量增加,内部损伤、强度损失逐渐加剧,超声参数与抗压强度具有密切相关性;混凝土经历盐冻破坏后,内部结构呈疏松絮状,孔隙、裂纹愈加显现,密实度下降,造成宏观力学性能劣化。但弹性橡胶细集料掺入后有效缓解结冰压引起的内部开裂和孔隙扩大,各阶段橡胶/混凝土基体劣化程度均优于普通混凝土,以橡胶掺量 (与胶凝材料质量比) 10% (10%Rubber/NC)各性能指标最优,经历60次盐冻循环后,普通混凝土抗压强度损失率为58.5%,10%Rubber/NC抗压强度损失率为48.0%。      

涂刷有机硅的道路混凝土抗盐冻性能研究

为了配制高抗盐冻的高性能道路混凝土,自行配制有机硅涂料,并参照CDF混凝土抗盐冻试验方法,研究涂刷有机硅涂料的高性能道路混凝土的抗盐冻性能.结果表明,涂刷该有机硅涂料后,3种水灰比(0.40、0.36和0.32)的高性能混凝土经56次盐冻后剥蚀量均降低了99%以上,相对动弹性模量损失率降低了32%～42%,混凝土表面无明显剥蚀痕迹,显著地提高了高性能道路混凝土的抗盐冻性能,配制出了高抗盐冻的高性能道路混凝土.     

沥青及沥青砂浆盐冻性能的灰色关联熵分析

盐冻循环极易引起沥青路面出现早期破坏,影响行车质量,导致路面使用寿命降低。对基质沥青、SBS改性沥青和胶粉改性沥青盐冻循环前后的3个基本指标(针入度指数、当量软化点和延度)进行了测试;对经历不同盐冻循环的基质沥青砂浆、SBS改性沥青砂浆和胶粉改性沥青砂浆试件进行单轴压缩蠕变试验;采用灰色关联熵分析法对盐冻融循环前后影响沥青及沥青砂浆性能的各因素进行了分析。结果表明,盐冻循环各因素对沥青的基本指标有一定影响,但是沥青自身基本指标对沥青使用性能影响更大;盐冻循环对沥青砂浆的力学性能影响明显,其中融雪剂溶液浓度对沥青砂浆力学性能影响最大;因此,在昼夜温差大或者北方寒冷地区修建道路时,要严格控制沥青基本指标和融雪剂的使用量以减少对路面结构的损坏。     

粉煤灰陶粒混凝土的抗盐冻性能

为了评价桥面铺装中应用的轻骨料混凝土长期耐久性,利用R ILEM推荐混凝土抗盐冻性能试验标准(CDF)研究了粉煤灰陶粒混凝土与普通混凝土的抗盐冻性能.结果表明:相同强度等级的掺加矿物掺合料的粉煤灰陶粒混凝土的抗盐冻性能明显优于普通混凝土的抗盐冻性能.复掺矿物掺合料混凝土的抗盐冻性能优于单掺矿物掺合料混凝土的抗盐冻性能.与普通混凝土相比,通过SEM-EDXA的分析,掺与未掺矿物掺合料陶粒与水泥石之间的界面过渡区的范围明显变小,这是粉煤灰陶粒混凝土抗除冰盐性能优良的重要原因.     

聚乙烯醇纤维对盐冻混凝土抗折强度的影响

通过聚乙烯醇纤维增强混凝土(PVA-FRC)试件和素混凝土试件28 d弯曲抗折试验和300次盐冻后弯曲抗折试验,考察盐冻对混凝土试件弯曲抗折强度的损伤和纤维对盐冻前后混凝土试件弯曲抗折强度的增强作用.设置了3种纤维体积掺量的PVA-FRC试件,并在纤维体积掺量为1.5％的基础上,分别以10％硅灰和20％粉煤灰替代等量水泥试图提高PVA-FRC试件盐冻前后抗折强度.结果表明,PVA-FRC试件盐冻前后抗折强度均大于素混凝土试件盐冻前后抗折强度,纤维体积掺量为1.5％的PVA-FRC试件盐冻前后增益比最大;PVA-FRC试件盐冻后抗折强度损伤量远小于素混凝土试件抗折强度损伤量,纤维体积掺量为1.5％的PVA-FRC试件损伤量最低;硅灰和粉煤灰的掺加没有提高PVA-FRC试件盐冻前后的抗折强度,也没能降低PVA-FRC试件盐冻后抗折强度损伤量.     

公路沥青混凝土路面施工质量控制

沥青混凝土路面具有坚实、耐久、平整、良好的抗滑性,防渗、耐疲劳的性能和抗高温开裂的温度稳定性,我国绝大部分高等级公路都采用沥青混凝土路面。本文着重从沥青混凝土路面施工质量控制的关键措施进行探讨。     

盐冻环境下钢筋混凝土构件性能研究

为掌握保护层厚度、钢筋直径及其位置对混凝土盐冻损伤的影响,以质量分数为3.5％的NaCl溶液为冻融介质进行了快速冻融试验,测试了各构件盐冻后的混凝土质量损失率及相对动弹性模量变化规律.分析表明,基于混凝土和钢材不同的比热容与热膨胀系数,配筋混凝土构件在盐冻过程中损伤程度不同.研究结果表明,在盐冻循环作用早期阶段,配筋混凝土试件相对动弹性模量下降幅度和质量损失率变化较快,随即劣化速度降低.光圆钢筋比带肋钢筋的混凝土盐冻损伤小,混凝土保护层厚度与钢筋直径比值存在合理值,使配筋混凝土试件的相对动弹性模量降低和质量损失率最小.     

防冰盐与腐蚀

防冰盐与腐蚀冶金工业部建筑研究总院防腐蚀室（１０００８８）洪乃丰１．前言冬季下雪，为了保持交通畅达，采取撒盐或盐水（氯盐、下同）于路面、桥面上，以使冰雪迅速融化。早年国外曾大量使用防冰盐，造成了以桥梁为主的建筑物、地下管道等的严重腐蚀破坏，经济损失巨...     

涂层类型对混凝土抗盐冻性能的影响

通过开展混凝土盐冻试验,研究了盐冻环境下不同类型涂层的附着力变化,分析了涂层结构、底漆类型和涂层性质对混凝土单位面积剥落量的影响,结合涂层微观形貌和孔结构变化,分析了混凝土抗盐冻性能提升机理。结果表明,盐冻环境下硅烷涂料和溶剂型环氧涂料(底漆)+溶剂型氟碳涂料(面漆)的界面粘结性能较为优异,前者附着力较盐冻前增大了12.1%,而后者附着力则仅降低了21.6%。溶剂型环氧涂料(底漆)+溶剂型氟碳涂料(面漆)对混凝土抗剥蚀性能的改善效果最为显著,相应混凝土单位面积剥落量较未防护时降幅高达81.8%。盐冻环境下不同类型涂层表面均生成了不同数量的微裂缝,其孔结构粗化,溶剂型环氧涂料(底漆)+溶剂型氟碳涂料(面漆)的微观结构劣化最为轻微。本工作为寒冷地区盐冻环境下混凝土防护涂层设计提供了试验和理论依据。     

水泥混凝土路面常见病害及防治措施

水泥混凝土路面作为一种高级路面结构形式，以其强度高、稳定性和耐久性好、耐高温、耐磨耗以及养护费用少等优点而得到了广泛的应用。近年来，相当多的路面在使用2-5年甚至更短时间后就出现了不同程度的缺陷或开裂。同时，水泥混凝土路面的维修成本高，养生时间长，维修期间交通干扰严重，一旦破坏就很难修复。     

盐冻循环条件下SBS改性沥青砂浆的力学性能分析?

在寒冷地区,冬季路面极易出现积雪结冰现象,常使用融雪盐对路面进行融雪除冰,融雪盐的使用会对沥青混合料产生侵蚀。沥青砂浆作为沥青混凝土材料的重要组成部分,在力学性能方面发挥了极其重要的作用。对 SBS 改性沥青盐冻循环前后的三大指标(针入度、软化点和延度)进行了测试,对经历不同盐冻循环的沥青砂浆试件进行单轴压缩蠕变实验,并通过扫描电镜(SEM)研究其微观结构的变化。结果表明,冻融循环和荷载应力会造成沥青砂浆力学性能的下降,因此在昼夜温差较大的北方寒冷地区的冬季应尽量限制重载车辆的通行量以及融雪盐的用量,以减少对路面结构的损坏。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的抗盐冻性能

研究了盐冻循环作用对锂渣混凝土(LiC)和钢-聚丙烯混杂纤维锂渣混凝土(HFC)的质量损失、抗压强度、动弹性模量、基振频率以及溶液吸入量的影响。结果表明:随盐冻循环次数的增加,LiC和HFC均呈现质量损失率逐渐增大、抗压强度先增加后减小、动弹性模量前期稳定后期逐渐减小、溶液吸入量(Ws)先减小后增加的变化规律。将二者对比可以发现,钢-聚丙烯混杂纤维掺入混凝土可以减小盐冻作用对混凝土的内部损伤,显著提高混凝土的抗盐冻性能。     

利用抛填骨料工艺提升混凝土护栏抗盐冻性能效果分析

本研究通过表观形貌、抗压强度及质量损失等方法，探究在冻融循环-氯盐侵蚀作用下抛填骨料混凝土抛填率对混凝土抗盐冻性能的影响规律。结果表明：抛填骨料工艺可有效提高混凝土的抗冻耐久性，但当抛填率超过一定程度后，对抗盐冻性能的提升作用减弱，抗压强度与抛填率存在二次函数关系。通过数值拟合的方式得到兼顾混凝土强度与抗盐冻性能的最佳抛填率为12%～14%。     

无机矿物氟碳复合涂料对混凝土抗盐冻性能的影响

通过表面疏水性能试验、力学性能试验、界面粘结性能试验和混凝土盐冻试验，研究了无机矿物对水性氟碳涂料性能的影响，研究了盐冻环境下无机矿物氟碳复合涂料附着力变化，分析了其对混凝土单位面积剥落量的影响，结合微观形貌变化和孔结构变化，分析了混凝土抗盐冻性能提升机制。结果表明：单掺硅溶胶时，氟碳复合涂料水接触角较氟碳涂料增大了10.2%，其铅笔硬度高达3 H；三掺硅溶胶、海泡石粉和铁尾矿粉时，氟碳复合涂料铅笔硬度高达3 H，其附着力增大了44.2%；复掺硅溶胶和海泡石粉时，氟碳复合涂料性能介于两者之间。盐冻环境下单掺硅溶胶氟碳复合涂料残余附着力最大。无机矿物氟碳复合涂料能显著改善混凝土抗剥蚀性能，但改善效果较氟碳涂料不显著。盐冻环境下水性氟碳涂料产生部分微孔，孔结构粗化，而单掺硅溶胶氟碳复合涂料微观结构仍较致密，其最可几孔径略有增大，涂料仅略有损伤。单掺硅溶胶氟碳复合涂料防护下混凝土微观结构更致密，其单位面积剥落量较未防护时降低幅度高达81.2%。为寒冷地区盐冻环境下混凝土防护涂料的设计提供了试验和理论依据。     

沥青混凝土路面平整度及质量控制

随着沥青混凝土路面通车里程越来越长,行车速度越来越快,人们要求行车的舒适程度越来越高.只有提高沥青路面平整度,才能减少路面积水,增加行车的安全性、舒适性.同时也减少外部作用对路面的破坏,增加沥青混凝土路面使用年限.