水泥改善乳化沥青混合料的使用性能

研究了不同水泥掺量对乳化沥青混合料稳定度、抗压强度和抗压回弹模量、抗折强度和抗折回弹模量、高温稳定性、水稳性和低温抗裂性能的影响.使用扫描电镜观察了掺水泥前后乳化沥青胶浆及胶浆与集料界面微观结构的变化.结果表明:随着水泥掺量的增加,乳化沥青混合料的力学性能和路用性能明显提高;水泥水化产物与沥青胶浆形成的复合胶浆增大了沥青胶浆黏度,改善了胶浆与集料界面黏结情况,提高了乳化沥青混合料的使用性能.     

水泥与乳化沥青对冷再生强度的影响及作用机理

通过室内模拟试验揭示恒定环境条件下乳化沥青冷再生强度的发展状况,并研究了水泥和乳化沥青在不同时期对其强度的影响及贡献,借助环境扫描电镜等微观检测手段分析了水泥乳化沥青胶浆中的水化反应、乳化沥青破乳过程.结果表明:乳化沥青冷再生强度呈先快后慢且长期增长的趋势;水泥掺量越大,乳化沥青冷再生早期和后期强度越高;水泥可促进早期强度快速提升,破乳后的沥青提供主要的强度来源;乳化沥青用量存在最佳值,在该值早期和后期强度最大;乳化沥青虽然延缓了水泥的早期水化,但水泥可促进乳化沥青团聚破乳,其水化产物与破乳后的沥青形成加筋结构,从而使强度进一步提高.     

外加材料对乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响

研究了水泥、消石灰和消石灰矿渣粉3种外加材料对乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响.采用扫描电镜观察了掺水泥乳化沥青冷再生混合料中新旧胶浆界面的显微结构,分析了外加材料对乳化沥青冷再生混合料强度的改善机理.结果表明：水泥对乳化沥青冷再生混合料的劈裂强度、高温稳定性、水稳性和疲劳寿命提高作用最大,消石灰矿渣粉次之,而消石灰最小.水泥或消石灰矿渣粉产生的水化产物与乳化沥青相互交织形成新胶浆,新胶浆劲度模量与严重老化的旧(沥青)胶浆劲度模量差别不大,同时水化产物能在新旧胶浆之间起“桥梁”作用,这促进了新旧胶浆之间的受力协调,大大改善了新旧胶浆之间的黏结,从而极大地提高了乳化沥青冷再生混合料的强度性能和路用性能.     

新拌水泥乳化沥青砂浆导电特性及其应用

研究了不同配比水泥乳化沥青砂浆(cement-emulsified asphalt mortar,CA砂浆)的导电与流动特性,并研究了浆体密度差与电导率差的关系.研究表明:新拌CA砂浆电导率与其液相体积分数成线性关系,增稠剂因能增大溶液黏度、减小自由离子的迁移速率而使砂浆的电导率降低;新拌CA砂浆通过J型漏斗的流动时间与其液相体积分数、电导率成指数关系,可通过液相体积分数来设计CA砂浆的流动度,并可通过电导率的方法监测CA砂浆的流动度;通过液相体积分数,建立了上下层浆体密度差和电导率差的关系.     

大理石、花岗岩石粉对水泥浆体流变性能的影响

采用RS-SST型流变仪研究大理石粉-水泥复合浆体和花岗岩粉-水泥复合浆体的流变性能,分析不同粉体掺量下,新拌复合浆体屈服应力、塑性黏度以及触变性的变化规律。试验结果表明:大理石粉-水泥复合新拌浆体和花岗岩粉-水泥复合新拌浆体的流变性属于Bingham流体模型;随着剪切速率的增加大,新拌复合水泥浆体出现明显剪切稀化现象,随后塑性黏度逐渐趋向平稳;复合浆体中石粉掺量增大,浆体的屈服应力、塑性黏度、触变性均呈现增大趋势,花岗岩粉对水泥浆体流变性能影响较大。     

自流平泡沫混凝土流动性能影响研究

泡沫混凝土因浆体密度小、黏度大、流动性较差,施工后需人工刮平作业。通过改变水灰比、外加剂,制备了A03~A05密度等级的不同流动性能的泡沫混凝土浆体,并研究了水灰比、外加剂对新拌泡沫混凝土浆体流变参数及流动性的影响。研究表明:水灰比增大,泡沫混凝土浆体极限剪切应力降低;减水剂掺量增加、促凝剂掺量降低均有利于泡沫混凝土浆体相对极限剪切应力与相对黏度的降低;增加水灰比,引入减水剂,有利于改善泡沫混凝土的流动性,实现新拌泡沫混凝土的自流平。     

乳化沥青冷再生混合料性能优化及机理研究

为提升华南湿热地区乳化沥青冷再生混合料的路用性能,研究了乳化沥青用量、水泥掺量及铣刨料(RAP)掺量对冷再生混合料高温性能、水稳性能及疲劳性能的影响规律.通过多指标加权分析,对冷再生混合料进行了性能优化及影响因素优选,并借助扫描电镜(SEM)揭示了水泥-乳化沥青胶浆的抗裂增强机理.结果表明:乳化沥青用量和水泥掺量对冷再生混合料高温性能的影响最为显著,RAP掺量对其水稳性能的影响最大,不同应力比下冷再生混合料疲劳性能受各因素影响的显著性存在差异;当乳化沥青用量(质量分数,下同)为3.5%,水泥掺量为2.0%,RAP掺量为80%时,冷再生混合料的综合性能最佳;水泥-乳化沥青胶浆能改善冷再生混合料微观界面变形协调性,使其更好地传递和分散应力,减缓裂缝发育速率,抗裂效果显著.     

废旧水泥稳定碎石冷再生利用疲劳寿命研究

现行公路沥青路面再生技术规范没有对冷再生基层混合料的疲劳破坏作出技术要求,为研究冷再生旧路水泥稳定碎石基层疲劳寿命,通过不同含量的水泥、乳化沥青冷再生混合料的无侧限抗压强度、回弹模量、劈裂强度等试验,分析冷再生旧路水泥稳定碎石基层物理力学性能。根据冷再生旧路水泥稳定碎石试验资料,运用多层弹性连续体系理论计算不同乳化沥青掺量和不同冷再生旧路水泥稳定碎石基层厚度的层底应力比。不考虑现场综合修正系数kc,室内疲劳试验结果表明:掺入乳化沥青冷再生旧路水泥稳定碎石基层疲劳寿命大于按沥青路面设计规范计算的新拌水泥稳定碎石疲劳寿命,乳化沥青增加冷再生旧路水泥稳定碎石混合料的柔性,延长疲劳寿命。     

水泥、消石灰对沥青性能影响研究

通过当量替换矿粉,对不同水泥和消石灰掺量的沥青胶浆的高低温性能进行了试验研究。研究表明,水泥等量替换后,胶浆的高低温性能均有改善,而消石灰当量替换,胶浆的高温性能有明显改善,但低温性能却也有明显的劣化。综合分析胶浆的高低温性能和可施工性能,水泥的掺量不宜超过40%,而消石灰的掺量不宜超过60%。     

乳化沥青水泥稳定碎石混合料的疲劳性能试验

为研究不同乳化沥青掺量下水泥稳定碎石混合料的疲劳性能,对室内静压成型的中梁试件进行了四点弯拉疲劳试验,并基于Weibull分布建立了乳化沥青水泥稳定碎石混合料的疲劳寿命预估模型.结果表明:掺入乳化沥青后,水泥稳定碎石混合料的弯拉强度略微降低,但弯拉变形和弯拉应变功显著增大;混合料的疲劳寿命在低应力水平下明显提高,在高应力水平下近似不变,乳化沥青的掺入有效提高了水泥稳定碎石混合料的疲劳性能.     

碳纤维水泥基材料性能试验的正交分析

采用正交试验法分析了分散剂掺量、消泡剂掺量和水灰比三个因素对碳纤维水泥石电阻率、抗压强度以及水泥浆工作性的综合作用,同时比较了两种不同粘度分散剂的作用效果,研究结果表明:分散剂可以有效地提高碳纤维分散,但会降低水泥石的抗压强度和水泥粒子的分散度,且分散剂的掺量越多、粘度越大越明显;消泡剂可以提高水泥浆的流动度以及水泥石的导电性和抗压强度;水灰比增加能增强整个纤维-水泥浆体系的均匀性,因而可明显地提高水泥浆的流动性和水泥石的导电性。正交试验是多性能指标受多因素影响的碳纤维水泥基材料性能研究的有效方法。     

聚羧酸系超塑化剂对水泥净浆性能的影响

采用萘系(JM)和聚羧酸系(PCA)超塑化剂添加到水泥净浆中,分别测量水泥净浆的流动度、流动度损失、外加剂在水泥颗粒表面的吸附率以及Zeta电位,并说明它们之间的关系.结果表明:萘系减水剂掺入到水泥净浆中5 min的吸附率达到79.87%;而聚羧酸系超塑化剂5 min吸附率只有28.27%,最大达到45%左右.但聚羧酸系超塑化剂吸附率随时间延长而增加,而萘系减水剂吸附率基本没有变化.掺聚羧酸系超塑化剂水泥颗粒表面zeta电位为正值,并随时间延长而增加;而掺萘系Zeta电位为负值,且绝对值随时间延长而减小.     

聚乙烯醇纤维及钢纤维增强水泥砂浆流变性和流动性能

为探索纤维对水泥砂浆拌和物工作性能的影响,采用流变仪、微型坍落度筒和V型漏斗研究了不同水灰比和纤维掺量(体积分数)下,聚乙烯醇(PVA)纤维及钢纤维增强水泥砂浆拌和物的流变性和流动性能.结果表明:2种纤维增强水泥砂浆拌和物的屈服应力和塑性黏度均随着水灰比的增大而减小,而流动扩展度和流动速率均随着水灰比的增大而增大;PVA纤维掺量为0.25%时,对拌和物工作性能的影响较小;钢纤维掺量小于0.75%时,能够促进纤维增强水泥砂浆拌和物流动;钢纤维掺量继续增加至1.00%时,拌和物的流动性则明显降低.纤维增强水泥砂浆拌和物的流动扩展度与屈服应力、流动速率与塑性黏度均呈负指数关系,相关系数分别为0.808和0.730.     

甲基纤维素对新拌水泥浆体性能的影响

探讨了甲基纤维素对新拌水泥浆体若干性能的影响，并将其与水灰比和水泥品种的影响进行了比较。结果表明：甲基纤维素有显著的增稠和提高水泥浆体保水性的作用，有较小的增塑、缓凝效果；甲基纤维素引气效果明显，因此应用中需特别考虑其对材料强度的影响。     

新拌水泥浆体自由水定量表征方法及作用机理

将(新拌)水泥浆体流变性能与水泥颗粒堆积密实度相关联,研究了水泥浆体中自由水的定量表征方法及作用机理.结果表明:利用塑限和液限可以对浆体中自由水分进行分类.第1类自由水,即超过塑限的水分,主要使水泥颗粒产生物理分离.第2类自由水,即超过液限的水分,可使水泥浆体在重力作用下产生流动.减水剂提高水泥浆体流动性不仅是由于其对水泥颗粒具有分散作用,更主要是因为其能降低水泥颗粒对水分的吸附作用,降低水泥颗料弱结合水量,提高浆体自由水量.将水泥浆体流动性能与自由水量进行关联,就能够准确有效地调控水泥浆体的流动性能.     

水泥混凝土路面加铺沥青面层结构接缝应力研究

为了解不同措施延缓水泥混凝土路面加铺沥青层结构反射裂缝的效果,建立了考虑接缝传荷能力的水泥混凝土路面加铺沥青面层结构三维有限元分析模型,以沥青加铺层的应力表征开裂。研究发现,不同防反技术延缓加铺层荷载型反射裂缝起裂效果大小依次为级配碎石、防裂贴+应力吸收层、大粒径沥青碎石、应力吸收层和玻纤格栅、土工布和防裂贴;温度型和复合型反射裂缝起裂效果大小依次为防裂贴+应力吸收层、应力吸收层和玻纤格栅、级配碎石、沥青碎石、土工布和防裂贴。     

半柔性水泥乳化沥青混凝土结合料用量研究

通过室内试验测试了相同集料级配下,乳化沥青用量分别为7%,8%,9%,水泥用量分别为2%,3%,4%时水泥乳化沥青混凝土的物理、力学性质,试验结果建议级配采用AC-16时半柔性路面材料中水泥结合料、乳化沥青结合料的合理用量分别取3%和8%。     

减水剂对新拌水泥浆体流变性能的影响研究

采用Haake流变仪研究了LS、FDN、SMF和ASP四种减水剂对新拌水泥浆流变性以及流变性经时变化的影响.结果表明,新拌水泥浆无论掺加减水剂与否,均属于假塑性流体,可用宾汉模型描述.减水剂的掺入明显降低了水泥浆的屈服应力,而对塑性粘度影响不大.当水灰比为0.32时,掺0.4%ASP水泥浆的屈服应力仅为6.64 Pa,而掺等量LS水泥浆的屈服应力较大,为16.28Pa.水泥浆流变性经时变化可分为三个阶段:剪切稀化阶段、剪切应力恒定阶段和剪切变稠阶段.剪切条件下减水剂的掺入有利于水泥浆流动性的保持.在相同条件下,LS对水泥浆流动性的保持能力较优、其次为ASP.     

水玻璃对磷酸钾镁水泥性能的影响

研究了水玻璃对磷酸钾镁水泥(MKPC)浆体在水中的分散特性及MKPC硬化体性能和显微结构的影响.结果表明:掺适量水玻璃对MKPC浆体有增稠作用,可抑制水的渗入和磷酸盐的溶解,减少磷酸钾镁水泥早期水化组分的变化;添加水玻璃可使MKPC硬化体中水化产物的晶粒明显变小,结构更加致密,在经受水环境侵蚀时,MKPC硬化体的强度损失率明显减小.     

水泥乳化沥青稳定碎石温缩特性

为解决半刚性基层沥青路面反射裂缝问题,在水泥稳定碎石中加入乳化沥青形成半柔性基层,采用DT80智能数据采集仪,通过电阻应变片对水泥乳化沥青稳定碎石试件的温缩系数进行测定,并对其温缩机理进行探究.分析了养护龄期、乳化沥青用量(质量分数,下同)和水泥用量对水泥乳化沥青稳定碎石温缩特性的影响.结果表明:在水泥稳定碎石中加入乳化沥青,可有效提高其抗温缩性能;温缩系数随乳化沥青用量的增加而减小;随着水泥用量的增加,平均温缩系数先减小后增大;平均温缩系数达到最小值时,对应的水泥用量4.0%为最佳水泥用量,且乳化沥青用量不宜超过3.0%.