水泥乳化沥青砂浆力学性能的分析模型

基于能量机制研究了中国铁路轨道系统(CRTS)Ⅰ型水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)在6种应变率(3.33×10--5/s~1.67×10--1/s)条件下的力学性能。结果表明:CA砂浆的峰值应力、弹性模量及峰值应力对应的应变均随着应变率的增大而增大,峰值应力对应变率的敏感性最高,峰值应力对应的应变对应变率的敏感性最低,随着应变率的增大,CA砂浆破坏的脆性特征越明显,碎裂程度越高。机械能与耗散能随着变形的增加持续增大,弹性能在峰值应力前不断积累,峰值应力后迅速释放,导致CA砂浆的整体破坏,应变率越大,机械能与耗散能的增加速率越大,弹性能在峰值应力前的积累速率越大,峰值应力后的释放速率越大。采用统计损伤理论建立了CA砂浆的本构模型,拟合结果与试验结果的相关系数均在0.97以上,能够有效预测CA砂浆在不同应变率条件下的力学性能。     

水泥沥青砂浆力学性能的温度敏感性

研究了不同温度条件下不同沥青含量的水泥沥青砂浆的抗压性能,以揭示该类有机–无机复合材料力学性能的温度敏感性规律。在–40～80℃范围内选择不同环境温度,采用电液伺服控制材料万能试验机测试了水泥沥青砂浆静态单轴抗压荷载下的应力–应变全曲线,获得了峰值应力和弹性模量随温度变化的基本规律。结果表明:随温度的降低,应力–应变曲线的上升段斜率增大,峰后下降段逐渐变陡,力学特性逐渐出现韧–脆转换。一般而言,水泥沥青砂浆的弹性模量和峰值应力随温度的升高和沥青含量的增大而降低,其温度敏感性随沥青含量的增大而增大。沥青含量较大的水泥沥青砂浆,其弹性模量和峰值应力随沥青含量变化幅度不大。建立的经验关系式成功描述了不同沥青含量的水泥沥青砂浆力学性能随温度变化的定量关系,且拟合结果表明以温感因子表征其力学性能对温度的敏感性具有一定的合理性。温感因子随着沥青含量的增大而增大,峰值应力的温感因子大于弹性模量的。     

温度对水泥沥青砂浆力学性能影响程度试验研究

为研究不同温度下配比不同的水泥沥青砂浆的力学性能,采用电液伺服万能试验机测试了不同温度下水泥沥青砂浆静态单轴抗压下的应力-应变关系,获得了弹性模量和最大应力随温度的变化规律.试验结果表明:随着温度的降低,应力-应变曲线的上升斜率变大,出现最大值后下降段逐渐变陡;水泥沥青砂浆的弹性模量与最大应力值随沥青含量和温度的增大而降低,其温度敏感性主要由沥青含量决定.联系试验结果,建立了可定量分析水泥沥青砂浆力学性能随温度变化的本构关系,且拟合结果显示用温感因子描述其力学性能的温度敏感性有较高的合理性,随着沥青含量的增高,温感因子数值增大,最大应力所对应的温感因子大于弹性模量的.     

水对水泥乳化沥青砂浆静态力学性能的影响

为了研究水对水泥乳化沥青砂浆(SL砂浆)静态力学性能的影响,采用阳离子型(A1)、复合离子型(A2)和阴离子型(A3)3种乳化沥青制备了沥青与水泥质量比(mA/mC)为0.3、0.5、0.7和0.9的SL砂浆圆柱体试件,将其真空吸水饱和后经低湿和恒湿两种干燥方法获得不同饱水度,再对不同饱水度的试件进行抗压试验。结果表明:SL砂浆的饱和体积吸水率均大于10%,且与mA/mC值和乳化沥青种类有关;其抗压强度和弹性模量随饱水度增加而显著降低,且抗压强度降低幅度较大,最大可达40%以上;mA/mC值越大,力学性能降低幅度也越大。3种乳化沥青制备的试件中,A1试件降低幅度最大,A3试件次之,A2试件最小。提高SL砂浆抗水性的关键是增强界面结合力和减小吸水率。     

高速铁路水泥乳化沥青砂浆专用乳化沥青的研究进展

水泥乳化沥青(CA)砂浆广泛应用于高速铁路建设中,作为CA砂浆的主要成分,乳化沥青对CA砂浆的性能有重要影响.从基质沥青、乳化剂、外加剂、制备工艺四个方面对CA砂浆专用乳化沥青性能的影响进行了综合评述,分析表明:乳化剂是影响乳化沥青性能的关键因素,乳化工艺中各种参数(如温度、乳化时间、胶体磨间隙等)对乳化沥青性能也有重...     

水泥乳化沥青砂浆静态力学性能与组成的关系

基于背散射电子成像、扫描电子显微镜等微观实验结果,运用Hashin复合球模型,从水泥水化产物、水泥凝胶骨架、水泥沥青复合胶凝体系和水泥乳化沥青(CA)砂浆4个尺度,建立了CA砂浆的静态受压力学模型,分析了CA砂浆弹性模量E_CA、抗压强度f与组成的关系。结果表明:水泥水化物相体积分数V_CH是影响CA砂浆弹性模量E_CA和抗压强度f的主要参数;沥青视为气孔或低模量组分时,CA砂浆静态弹性模量E_CA与水泥水化物相体积分数V_CH、抗压强度f与胶空比x,均存在幂函数的关系,且R²>0.8;试验与模型分析表明,CA砂浆中水泥水化物为连续相并构成复合胶凝体骨架,沥青穿插其中,沥青对CA砂浆静态强度和弹性模量贡献较小。     

水泥乳化沥青砂浆峰值应变的试验研究

采用万能材料试验机对不同配合比的水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)进行了单轴压缩试验,研究了结构组成对CA砂浆峰值应变的影响,并进一步建立了峰值应变与抗压强度的定量关系.结果表明,峰值应变随A/C、W/C的减小而减小,A/C的变化改变了CA砂浆的结构特性,W/C的不同则影响了内部能量的释放过程.CA砂浆的峰值应变与抗压强度的平方根成正比,且符合林大炎方程,结合峰值应变的理论计算及CA砂浆充填层的实际受力状态,估算了充填层发生伤损破坏时的几何尺寸变化.     

CRTS Ⅱ型水泥乳化沥青砂浆力学性能的应变率效应及模型

研究了CRTS Ⅱ型水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)应力--应变关系的应变率效应,利用统计损伤力学的方法建立了CA砂浆的应变率本构模型。结果表明:随着应变率的提高,CA砂浆通过增加应力和产生更多细小裂纹来抵消和耗散外部能量,CA砂浆的抗压强度增大,破坏时的贯通裂纹增多,碎裂程度增大;CRTS Ⅱ型CA砂浆力学性能的应变率效应低于CRTS I型CA砂浆的。用建立的应变率本构模型对CRTS Ⅱ型CA砂浆的应变率效应进行拟合,其结果与实验结果的相关系数均大于0.98,对CRTS I型CA砂浆的拟合结果与实验结果的相关系数均大于0.97,拟合结果与实验结果在峰值强度前的相关性较好,峰值强度后的相关性相对较差。     

聚丙烯酸酯乳液掺混水泥乳化沥青砂浆的性能研究

对比研究了进口聚合物乳液、自制聚丙烯酸酯乳液分别与进口乳化沥青、自制乳化沥青掺混制备水泥乳化沥青(CA)砂浆的性能,并利用SEM分析了CA砂浆的微观结构.结果表明:自制聚丙烯酸酯乳液与自制的乳液沥青掺混CA砂浆在各方面的性能表现更优异,可工作时间更长,抗冻性和耐候性也有明显改善.     

温度对水泥乳化沥青砂浆早期膨胀特性的影响

模拟现场施工条件,测定了不同温度下灌注袋中的中国铁路轨道系统Ⅰ型水泥乳化沥青（cementandemulsifiedasphalt,CA）砂浆膨胀率随时间变化,并测定了浆体pH值随时间的变化。研究发现CA砂浆早期膨胀可分为4个阶段：混合后0-3h,砂浆收缩;3-6h,砂浆迅速膨胀;6-10h,砂浆再收缩：10h以后,砂...     

水泥乳化沥青砂浆的静态热机械性能及拟合模型

为了获得水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的静态热机械性能,采用德国GABO公司生产的动态热力学谱仪EPLEXOR500 N系统研究了CA砂浆在–40~60℃的温度范围内和0.1 MPa的恒定荷载下变形随温度的发展规律。结果表明:CA砂浆的变形随着温度的升高逐渐增大,整体变形可分为减速变形阶段和变形速率相对稳定的第1、第2匀速变形阶段;当温度相同时,CA砂浆的变形随着沥青和水分含量的增大而增大;当沥青/水泥比由0.3增加到0.9和水/水泥比由0.63增加到0.83时,由减速变形阶段进入第1匀速变形阶段的转变温度T1分别由–30.1℃升高到–27.2℃和由–31.3℃升高到–21.7℃;当沥青/水泥比由0.3增加到0.9,由第1匀速变形阶段进入第2匀速变形阶段的转变温度T2由33.3℃降低到15.6℃,当水/水泥比由0.63增加到0.83时,T2由15.6℃升高到17.9℃。建立了CA砂浆的静态热机械模型,模型拟合结果与试验结果的相关系数均大于0.97,能够有效体现转变温度T2随沥青和水分含量的变化规律。模型参数较少,可为CA砂浆变形性能的温度依赖性提供有效预测。     

废弃砂浆粉对水泥物理力学性能的影响

研究了废弃砂浆粉对水泥物理力学性能的影响,测试了标准稠度需水量、凝结时间、流动度和强度.结果表明:废弃砂浆粉的掺加导致水泥的标准稠度需水量增加,水泥的凝结时间总体降低,水泥净浆的流动度及流动度损失均呈降低趋势,而减水剂与水灰比对水泥净浆的流动度及流动度损失有较大影响.废弃砂浆粉掺加量的多少将直接影响到水泥砂浆的强度,掺量越大,水泥砂浆强度损失越严重,而掺量低于10%时,水泥砂浆仍具有较高的抗压强度和抗折强度.微观结构特征表明,废弃砂浆粉掺量在一定范围时,水泥砂浆体系中产生钙矾石与C-S-H凝胶较多,体系结构密实性好.     

高温循环作用下水泥砂浆的力学性能研究

为了研究高温循环作用下水泥基材料的力学特性,对经高温循环作用后的水泥砂浆试件进行了单轴压缩变形试验.研究结果表明:当循环次数为5次以内时,水泥砂浆的抗压强度随着高温循环次数的增加呈波动变化,无明显增大或减小趋势,但随温度和水灰比的增大而减小;在400℃以内,温度对水泥砂浆的峰值应变影响较小,但峰值应变随着高温循环次数的增加而增大;水泥砂浆的弹性模量随着高温循环次数的增加呈先增大后减小的变化规律.     

防腐阻锈剂对水泥胶砂性能影响

将防腐阻锈剂按照不同比例等量替代水泥,研究其对水泥胶砂力学性能、膨胀性能、抗侵蚀性能、钢筋电极电位的影响,并通过SEM扫描电镜观察水泥胶砂3d、7d、28 d的水泥水化产物形貌.试验结果表明:掺入防腐阻锈剂后,水泥胶砂的力学性能、抗侵蚀性能、膨胀性能明显优于基准水泥胶砂;有效阻止了高浓度氯离子对钢筋表面钝化膜的破坏作用,提高了钝化膜的稳定性,具有良好的阻锈性能.防腐阻锈剂可以促进水泥水化,生成较多的钙矾石和C-S-H凝胶,使水泥胶砂结构更为致密,提高了抗侵蚀性能.     

磨细锶渣水泥胶砂力学性能影响因素

研究了磨细锶渣掺量与水泥胶砂强度的关系,对比分析了基准水泥胶砂与常温磨细锶渣水泥胶砂、800℃煅烧磨细锶渣水泥胶砂抗冻性差异,探讨了三种养护条件下常温磨细锶渣与800℃煅烧磨细锶渣对胶砂强度及干缩性能的影响.结果表明,随磨细锶渣掺量的增加,胶砂强度逐渐降低;磨细锶渣对胶砂的抗冻性不利,但经800℃煅烧处理后磨细锶渣抗冻性得到提高,且满足抗冻性要求;水中养护与空气中标准养护有利于磨细锶渣水泥胶砂强度形成,磨细锶渣对胶砂的后期强度形成有利,且提高了水泥胶砂的干缩性能.     

废旧轮胎橡胶粉对水泥胶砂力学性能的影响

本文研究了废旧橡胶粉的粒径(20目、80目、120目)、掺量(2％、4％、6％、8％、10％)对水泥砂浆抗压强度、抗折强度的影响,通过对3d、7d、14 d、21 d、28 d抗压强度、抗折强度的对比,结果显示:当橡胶粒径相同时,橡胶粉掺量与水泥砂浆的抗压强度、抗折强度成反比;在橡胶粉掺量相同的条件下,橡胶粉粒径越小,则抗压强度及抗折强度下降越大.