阳离子乳化沥青CA砂浆的制备及性能

CA砂浆是板式无碴轨道结构弹性调整层的核心。通过正交试验研究了水泥、沥青乳液和砂的用量对CA砂浆工作性能的影响规律。结果表明:流动度随着水泥、沥青和外加水用量的增加而增加,而随着砂的用量的增加而减小;膨胀率随着铝粉掺量的增加而增大;弹性模量随着水泥和砂的用量的增加而增加,随着沥青乳液用量的增加而降低。     

沥青对水泥沥青砂浆力学性能的影响

采用微机控制电子万能试验机对水泥沥青砂浆(CA砂浆)进行了应力--应变压缩试验,分析了试验过程中CA砂浆的弹性能和耗散能随沥青含量的变化规律。结果表明:随着沥青含量的增加,CA砂浆的强度逐渐降低,脆性逐渐减弱,象征强度弱化区域的有机物--无机物界面的增多是强度降低的主要原因,沥青含量的增加使CA砂浆内释放的弹性能只有小部分用于缺陷的扩展,加之沥青网络结构的横向约束作用导致脆性逐渐减弱。外力功随应变的增加逐渐增大,随沥青含量的增加逐渐减小;弹性能开始向耗散能转化发生在屈服变形阶段,峰值应力后,弹性能向耗散能的转化速率加快,能量迅速释放。能量释放系数随应变的增加逐渐增大,能量释放加快;能量释放系数随沥青含量的增加逐渐增大,表明CA砂浆的阻尼性能提高,减振作用增强。     

可再分散乳化沥青粉末改性水泥砂浆的力学性能和微观形貌

为解决水泥基材料脆性大、韧性差问题,本文提出了掺加可再分散乳化沥青粉末（REAP）以改善水泥基材料韧性的方法。试验制备了REAP 掺量为胶凝材料用量0、10%、20%、30%的可再分散乳化沥青颗粒改性水泥砂浆（REAPMCM）,研究了REAP对REAPMCM抗压、抗折强度、折压比、弹性模量等力学性能影响,分析了其对水泥水化产物微观形貌影响,对比了其与采用乳化沥青制备水泥乳化沥青砂浆微观形貌。结果表明,随着REAP掺量增加,REAPMCM抗压、抗折强度与弹性模量均有所降低,折压比有所提高,REAP掺量30%的REAPMCM折压比为28.5%,其相比未掺加REAP砂浆的折压比提高了46.6%;掺入REAP改善了水泥基材料的韧性,但其改善效果随着水泥水化龄期增长而有所降低;随着REAP掺量增加,一方面浆体总孔隙率含量有所增大,另一方面水泥水化产物间填充覆盖的沥青膜面积增大,且其断面显微形貌与相同沥青固含量掺量的乳化沥青砂浆断面基本类似,证实了REAP亦可较好分散、成膜分布于水泥水化产物间,达到了其与乳化沥青乳浊液对水泥基材料改性相类似的使用效果。     

水泥乳化沥青砂浆静态力学性能与组成的关系EI北大核心CSCD

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ECA、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VCH是影响CA砂浆弹性模量ECA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ECA与水泥水化物相体积分数VCH、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。     

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.     

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。     

环氧树脂掺量对CAE砂浆力学性能的影响机理分析

使用电液伺服万能材料试验机对水泥-乳化沥青-环氧树脂砂浆(CAE砂浆)进行了单轴压缩试验,分析了CAE砂浆的力学行为随环氧树脂含量的变化规律.采用SEM微观测试手段研究了环氧树脂掺量对CAE砂浆微观结构的影响.结果表明,随着环氧树脂掺量的增加,CAE砂浆的弹性模量、峰值应力和脆性指数逐渐减小,峰值应力对应的应变逐渐增加,CAE砂浆的塑性变形特征越加明显.CAE砂浆弹性能的峰值随着环氧树脂掺量的增加逐渐增大,CAE砂浆的耗散能随着环氧树脂掺量的增加逐渐减小,环氧树脂有助于增加CAE砂浆的致密性和内部黏聚力,降低外力作用对其产生的损伤.     

沥灰比对水泥乳化沥青砂浆断裂韧性的影响

基于断裂力学理论,采用单边带裂缝梁三点弯曲试验,研究了沥灰比(沥青/水泥质量比mA/mC)对水泥乳化沥青(CA)砂浆断裂行为的影响。根据测试的荷载–扰度(P–d)和荷载–裂缝口张开位移(P–dc)曲线,计算了不同沥灰比CA砂浆的应力强度因子K_I、J积分和断裂能,并测试了CA砂浆的抗压及抗折强度。结果表明:随着沥灰比的增大,CA砂浆的强度降低但变形能力(延性)增大,CA砂浆由准脆性断裂过渡为韧性断裂;当m_A/m_C0.5时,CA砂浆呈准脆性断裂,可用由线弹性断裂力学导出的断裂韧度K_(Ic)表征其断裂韧性;少量沥青的掺入虽使CA砂浆裂缝尖端塑性变大,但亦导致其强度降低,因而沥灰比为0.3时CA砂浆的K_(Ic)=0.248 5 MPa×m~(1/2),约为水泥砂浆的一半;当mA/mC≥0.5时,CA砂浆因塑性较大而呈韧性断裂,应用弹塑性断裂力学导出的J_(Ic)表征其韧性;沥灰比由0.5增大到0.9时,CA砂浆的JIc由39.222变为34.848 J/m~2,且因延性增大而使其断裂能由31.97增加到46.37 N/m;沥青相主要通过增大CA砂浆的延性而提高其韧性。     

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.     

Preparation and characterization of a novel magnesium phosphate cement-based emulsified asphalt mortar

To improve the efficiency of repairing asphalt pavements, a rapid-hardening magnesium-based cement emulsified asphalt (MCEA) mortar was developed. The effect of mix parameters on the properties of MCEA sample was systematically discussed, including asphalt to cement (A/C) ratio, asphalt and cement (S/(A+C)) ratio, water to cement (W/C) ratio, and MgO to phosphate (M/P) ratio, as well as the fresh properties, mechanical behavior and microstructure of MCEA sample were investigated. The results show that the initial setting time of MCEA paste is within 30 min, and the fluidity is 60–180 mm, which can effectively improve the efficiency of pavement repair engineering. Meanwhile, by adjusting the mix proportion parameters, the setting time and fluidity can be adjusted according to engineering needs. The compressive and flexural strengths of plain magnesium phosphate cement mortar reach 46.45 and 7.7 MPa, respectively, and they decrease with the increase of A/C, W/C, and M/P ratios. With the increase of S/(A+C) ratio, the area of emulsified asphalt encapsulated particles decreases, which improves the mechanical properties of MCEA mortar. Increasing the A/C ratio results in an increase in the residual MgO content and a decrease in the struvite content in the MCEA paste. Meanwhile, the residual MgO content in the MCEA paste prepared by the S-type emulsified asphalt is significantly lower than that of the N-type MCEA paste, which is related to the water content of the emulsified asphalt. In addition, the incorporation of emulsified asphalt also increases the porosity of the MCEA sample, but the N-type emulsified asphalt can play a role in refining the pore structure of the sample.     

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...     

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...     

CA砂浆专用乳化沥青技术及发展方向

介绍了CA砂浆的概念,简述了专用乳化沥青组成材料的技术要求,论述了国内相关的最新研究进展。从强度、抗冻性、疲劳性能等方面分析了专用乳化沥青对CA砂浆性质的影响。最后对专用乳化沥青的发展方向,从改进沥青乳化剂稳定性、改良剂改良和预防性养护三方面提出了自己的看法。     

水泥-乳化沥青-环氧乳液复合胶浆硬化机理研究

针对水泥路面表面损伤修补材料应当具有良好的适应性、界面粘结强度高和较强耐久性等特点,对砂浆类修补材料进行复合改性,研发出一种新型有机-无机类复合修补材料--CAE复合胶浆.对不同龄期的CAE砂浆进行抗折、抗压试验以及冲击韧性试验并采用XRD、红外光谱和SEM等微观测试方法研究其硬化机理.研究结果表明,环氧乳液掺量为30％时,CAE复合胶浆抗折强度与普通砂浆差别不大,抗压强度较普通砂浆低,但冲击韧性显著提高.加入乳化沥青和环氧乳液能够延缓水泥水化但不能阻碍水化进程,环氧乳液能够在CAE复合胶浆中完全固化,乳化沥青和环氧乳液固化形成的网络结构与水泥水化产物相互交织穿插,有效改善了CAE复合胶浆材料的孔隙结构.     

CFB矸石渣干粉砂浆的制备及其性能研究

CFB矸石渣压碎值大、吸水率高,且级配不良、粒形差,用其配制的砂浆强度高,但流动性差,流动度经时损失率大,易抹性差.CFB矸石渣经球破研磨后,压碎值大幅度降低,级配和粒形均得到改善.用其配制的砂浆流动性得到改善,且抗折强度提高了11.7%,抗压强度提高了13.8%.随着用水量的增加,矸石渣砂浆的流动性大幅度改善,而强度仅略有降低.通过加大用水量,利用CFB矸石渣作机制砂,可配制出流动性好,强度高的砂浆.     

相对分子质量对脂肪族高效减水剂分散增强性能的影响

采用超滤法将脂肪族高效减水剂(SAF)切割为相对分子质量(以下简称分子量)范围依次为2 500、2 500~10 000、10 000~50 000和50 000的4个级分,测试结果表明,随级分分子量的增大,重均分子量、特性黏度依次增加,磺化度依次降低。对不同级分减水剂的应用性能研究表明,级分分子量增大,对水泥的减水分散性能显著提高,但对流动度的保持能力降低,同时磺酸根与羟基对Ca2+的络合作用逐渐减弱,使缓凝作用减小。与空白砂浆比较,掺4种级分的7 d和28 d硬化砂浆抗压强度均增大,增幅在30%~60%,并随分子量的增大而增加;掺量(减水剂相对水泥的质量分数)大于0.3%时,由于分子量较大的两个级分对掺量及用水量较敏感,使砂浆泌水严重,抗压强度比低掺量时略低。     

不同相对分子质量木质素磺酸钙在盾构砂浆中的应用

在对木质素磺酸钙进行超滤分级,并对其不同相对分子质量（M）的级分进行红外光谱表征的基础上,实验研究了不同M的级分对盾构砂浆工作性能的影响。结果表明,中高M级分对砂浆性能的影响最大,掺量为0.4%（质量分数）时,其减水率达9.4%,砂浆的流动度从193 mm提高至243 mm,3 h内砂浆的流动度损失率由71.6%降为43.0%,2 h内砂浆的泌水率由5.1%下降到1.0%。在实验的基础上,提出了可以通过适当增大M的方法提高木质素磺酸钙的应用性能。