高速铁路板式无碴轨道用CA砂浆的疲劳特性

CA砂浆是用于高速铁路板式无碴轨道结构的关键材料.研究了CA砂浆分别在环境温度为20℃、-20℃,应力水平为0.9,0.85、0.8,0.75、0.7,0.65,加载频率10 Hz,正弦波加载条件下的疲劳特性.结果表明,研制的CA砂浆疲劳寿命对数值(1g N)与应力水平(S)呈现良好的线性相关性;CA砂浆的抗压强度受环境温度影响较大,相同应力水平备件下.CA砂浆在负温环境中的疲劳寿命低于在常温环境中的,CA砂浆的粘弹性特点保证了CA砂浆在-20℃环境仍具有良好的耐疲劳性能.     

CA砂浆的流变特性

CA砂浆是应用在板式轨道结构中的一种新型有机无机复合灌浆材料,其流变性能直接决定CA砂浆的灌注效果.通过流变仪研究了新拌CA浆体的瞬态与稳态流变特性及其影响因素.结果表明,CA浆体属于非牛顿流体,表现在低剪切速率时,CA浆体的粘度随时间先减小后增大;中高剪切速率时,其粘度先随时间减小后趋于稳定.在绝对水灰比固定条件下,随着沥青乳液与水泥质量比、硅灰和流变助剂掺量的增大,CA浆体的粘度增加;随着粉煤灰掺量的增加,CA浆体粘度略有降低.     

CA砂浆强度影响因素及强度机理研究

为制得满足高速铁路建设的CA砂浆,制备了不同配比的CA砂浆,通过考查CA砂浆的强度并利用扫描电子显微镜观测微观结构,研究砂的级配、砂灰比、乳化沥青与水泥比等因素对CA砂浆固化体不同龄期强度的影响．研究表明：选择粒径为0．15—0．3mm与0．3—0．6mm的组合砂能有效地降低高强型CA砂浆材料的分离度,而对CA砂浆28...     

CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆开裂风险有限元计算

工程实践表明,CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆在施工早期阶段具有较高的开裂风险,为揭示CA砂浆开裂的规律,采用有限元模拟的手段对CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆的早期收缩开裂风险进行了模拟计算。结果表明:CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆两侧边的开裂风险远高于板中部分,侧边部位CA砂浆早期收缩应力随着龄期发展不断增大,第6d后开裂风险因子首次突破临界值1;氢氧化钙类膨胀剂可以有效延迟CA砂浆开裂的时间;CRTSⅡ型无砟轨道侧边CA砂浆28d干燥收缩率小于120×10-6时,在整个观测期内无开裂风险。研究结果可为我国CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆裂缝的预防与控制提供参考。     

加载速率对CA砂浆抗压强度的影响

CA砂浆中沥青的大量存在使得其力学性能具有较强的时间依赖性.首先研究了CA砂浆抗压强度在不同加载速率下的变化规律及沥青乳液与水泥的相对质量比、砂的细度模数与外掺料硅灰(SF)和橡胶粉(CR)对CA砂浆抗压强度时间依赖性的影响.结果表明:CA砂浆的抗压强度随加载速率的升高呈增加趋势,沥青的相对含量越低,增加趋势越明显;砂的细度模数越小,CA砂浆的抗压强度对加载速率的稳定性越好,但同时会导致CA砂浆的流动性损失过大.SF和CR对CA砂浆表现出的时间依赖性有不同程度的改善作用.同时提出了沥青在CA砂浆中的理想分布模型,对其力学性能的时间依赖性进行了解释.     

CRTSⅡ型板式轨道CA砂浆层应力波法损伤识别

CRTSⅡ型板式无砟轨道在常年反复的使用过程中,其CA砂浆层易出现层间离缝、脱空等损伤。目前应用冲击回波法对无砟轨道板进行的无损检测需要在轨道板上布置较密的测线,并进行多点激发与接收。这种方法不适合对轨道板CA砂浆层损伤进行快速普查。作者用三维有限元法分析了单点激发下应力波在CRTSⅡ型轨道板中的传播规律。通过比较有无CA砂浆层缺陷轨道板周边的速度或加速度峰值,发现可根据CA砂浆层缺陷引起的速度或加速度峰值的变化率检测缺陷。如果取6%的变化率为阀值,在轨道板周边按20cm的间距设加速度检测点,或按30cm的间距设速度检测点,单点激发即可识别CA砂浆层中40cm×40cm以上的损伤。     

碳纤维石墨导电沥青砂浆压敏性能研究

以碳纤维与石墨作为导电相材料,通过室内制备导电沥青砂浆试验,分析了不同碳纤维掺量、石墨掺量、石墨碳纤维两相复合对沥青砂浆电阻率的影响;通过循环加载试验分析了材料的压敏性及可逆性;引入电阻率变化率Fn、单位应力下电阻率变化值Kn两个参数,通过数理统计,探讨了不同循环加载次数下Fn、Kn变化的规律与趋势。试验结果表明:碳纤维与石墨的掺入可以有效降低沥青砂浆的电阻率;材料电导率随压应力的增加而增加,随压应力的卸载而下降,有较好的压敏性;Fn、Kn随循环加载次数有很好的相关关系;随着循环荷载次数的增加,单位应力下电阻率变化值减小,机敏可逆性趋于稳定;进一步改善材料设计,减少材料的塑性变形,对保证初期检测结果的可靠性十分重要。     

抗冻性聚合物砂浆的研制

目前在中国寒冷地区使用的外墙饰面砖砂浆,普遍存在着抗冻性差、粘结强度低、耐久性差等缺点,致使外墙饰面砖脱落,破坏了应用 有的装饰效果和保护作用。本研究,利用改性高分林聚合物乳液,制成聚合物水泥砂浆,该砂浆具有抗冻性好、粘结强度高、抗渗性好、耐久性好等特点。抗冻性：冻融循环100次合格;粘结强度达到2．0MPa,是一种理想的抗冻性外墙饰面砖专用砂浆。     

减水剂对CRTSⅡ型CA砂浆强度影响规律研究

高速铁路板式无碴轨道中CA砂浆主要由水泥、沥青乳液和多种外加剂组成,其中减水剂是最重要组分之一.为了探讨不同种类和掺量的减水剂对CRTSⅡ型CA砂浆强度和微观结构的影响,采用聚羧酸系、木质系磺酸钠和萘系3种减水剂,研究了其品种和掺量的变化对CA砂浆抗压强度的影响,并通过SEM观察了其微观型貌特征.结果表明,聚羧酸减水剂对CA砂浆抗压强度降低作用的影响最小;相同品种的减水剂掺量越大,CA砂浆抗压强度降低越明显,流动性越高.SEM微观分析表明,强度性能变化的原因是由于减水剂造成了CA砂浆的孔洞数量、孔径、孔洞连通情况不同.     

阳离子乳化沥青对硅酸盐水泥砂浆力学性能影响分析

针对乳化沥青掺量对水泥砂浆力学性能的影响,采用不同质量百分比的乳化沥青与水泥(AE/C)制备乳化沥青改性水泥砂浆,测试其抗压强度和抗折强度等力学性能,并采用扫描电镜(SEM)分析微观结构,解析乳化沥青对水泥砂浆力学性能影响机理.结果表明:乳化沥青含量大于5%时,砂浆的抗压强度显著下降,抗折强度提高;当含量达10%时,砂浆的韧性最佳.乳化沥青对水泥砂浆力学性能的改善机理为沥青胶浆填充在水化产物的空隙中,起到吸收荷载、为水化产物失稳破坏提供缓冲的作用.当沥青用量过大时,沥青膜厚度大于水化硅酸钙(C-S-H)长度,水化产物未穿过沥青膜生长,无法形成连续的网络结构,导致砂浆韧性降低.     

水泥与消石灰对沥青胶浆性能影响研究

研究掺加水泥和消石灰对沥青胶浆性能的影响.通过测试不同替换量下掺加水泥和消石灰时沥青胶浆的高温、低温性能和施工性能,发现掺加水泥后胶浆的软化点增加,黏度降低,低温性能得到改善.但是替换量超过60%时,胶浆延度改善幅度降低,因而水泥替换量不宜超过60%;当掺加消石灰时沥青胶浆软化点和黏度显著增大,BBR试验显示低温抗裂性能劣化,但是替换量不超过20%时,对低温性能影响较小.     

Effect of Waterborne Epoxy on Performances of Cement Asphalt Mortar

The waterborne epoxy modified cement asphalt mortars were prepared with varying content waterborne epoxy and a constant fluidity. The effects of waterborne epoxy emulsion on water/cement ratio,compressive and flexural strength,tensile bond strength,freezing and thawing damage,corrosion resistance of cement asphalt mortar cured for 7 and 28 d have been investigated. The results show that waterborne epoxy is very beneficial to the improvement of mechianical properties and durability of cement asphalt mortar. Waterborne epoxy can improve the flowing ability of cement asphalt mortar. With the increasing of waterborne epoxy content,compressive strength,flexural strength and bond strength all have increased obviously. The modified mortar shows higher resistance to corrosion and the freezing and thawing compared with control mortar.     

干燥环境下乳化沥青改性水泥砂浆的试验研究

研究了干燥环境下乳化沥青对水泥砂浆流动性和力学性能的影响，试验结果表明乳化沥青能提高水泥砂浆的抗压强度、抗折强度，降低脆性。并简迷了乳化沥青对水泥砂浆的改性作用机理。     

水泥胶砂硫酸盐侵蚀的温度效应研究

研究不同配比胶砂件在5℃、20℃、5℃和20℃冷热交替3种温度的硫酸盐溶液中浸泡1年后的外观、强度和矿物成分变化。结果表明：温度对硫酸盐侵蚀过程的影响与胶凝材料组成有关。温度越高，纯水泥砂浆的硫酸盐侵蚀破坏越快．砂浆中生成了更多的钙矾石与石膏晶体；但温度越高越有利于矿物掺合料火山灰活性的发挥，反而使加掺舍料砂浆受侵蚀程度减轻；且使用活性较低、活性期越长的矿物掺合料时，这种温度效应越明显。     

复合纳米材料对混凝土及水泥砂浆的性能影响

研究了加入不同比例复合纳米材料和掺30~40%四掺复合掺合料的胶砂和C40级混凝土的性能,对复配的C40级混凝土试块进行了氯离子和硫酸盐侵蚀试验、对复配净浆试块进行了扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)测试,并讨论了复合纳米材料在混凝土中的不同加入方式。结果表明:相对于基准C40级混凝土,掺入复合掺合料和复合纳米材料配制的C40级混凝土的流动性和抗硫酸盐、氯离子侵蚀的能力均有所增强,其抗压强度提高约20%;复合纳米材料掺入减水剂用于混凝土的效果优于掺入复合掺合料用于混凝土,复合纳米材料掺入减水剂中可以很好地解决纳米材料易于团聚的问题,确定了复合纳米材料的掺入方式是将复合纳米材料掺入减水剂中,掺入量为减水剂质量的0.5-1.0%。     

可再分散乳胶粉对建筑砂浆性能的影响

可再分散乳胶粉在建筑砂浆中的应用日益广泛，论述了可再分散乳胶粉的制造过程，作为水泥改性剂常用乳胶粉的种类，性能和典型配方，以及可再分散乳胶粉对建筑砂浆性能的影响。     

ECC材料的抗冻融性能试验研究

采用快冻法试验研究高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)的抗冻融耐久性能,并与混凝土和砂浆抗冻融性能进行对比,分析国产与进口聚乙烯醇(PVA)纤维对ECC抗冻融性能的影响规律,探讨砂灰比对ECC抗冻性的影响.结果表明:300次冻融循环后,掺入国产和进口PVA纤维的ECC质量损失率分别控制在2.5%和1.5%以内;ECC的纵向相对动弹性模量比混凝土和砂浆提高1.62～1.87倍;ECC的横向相对动弹性模量比混凝土和砂浆提高1.61～1.79倍.随着砂灰比的增加,ECC质量损失率逐渐增加;ECC纵向与横向相对动弹性模量稍有增加.ECC抗冻等级高于F300,完全可用于寒冷地区混凝土结构的加固与维护.     

橡胶粉掺量对水泥砂浆性能的影响

选用相同的水泥、水和细集料,通过调节橡胶粉的掺量,配制若干组橡胶粉水泥砂浆,并测定其流动性、强度、韧性及耐磨性能,研究橡胶粉掺量对水泥砂浆性能的影响。结果表明:水灰比相同、橡胶粉按体积比等量取代砂时,水泥砂浆流动度随着胶粉掺量的增大近似线形增加;随橡胶粉掺量的增加,水泥砂浆的7d、28d抗压强度和抗折强度均不断降低;在掺量小于30%之前,韧性和耐磨性能均呈线形增长趋势。     

水泥乳化沥青砂浆与修补材料的力学性能匹配性研究

采用四点抗弯实验评估不同力学性能的修补材料与基体水泥沥青砂浆的匹配性;采用有限元模型分析了不同弹性模量差异的修补材料与基体砂浆组合试块的应力应变分布.结果表明,修补材料与基体砂浆之间弹性模量的差异决定着组合试块的荷载传输效率与破坏形式,是影响两者力学性能匹配性的主要因素.针对水泥乳化沥青砂浆的受力形式,采用四点弯曲疲劳试验对两者的匹配性实验结果做了进一步的验证.