排水性沥青混合料渗透性测试与分析

为了评价排水性沥青混合料的渗水能力,分析空隙率与渗透系数之间的关系,在前期研究成果的基础上,采用自行研制开发的横向渗透系数测试仪确定了排水性沥青混合料满足Darcy定律横向渗透的合理水力梯度,并建立了空隙率、有效空隙率、竖向渗透系数、横向渗透系数之间的关系.研究结果表明:常用排水性沥青混合料的合理水力梯度不大于0.03,随着空隙率的减小合理水力梯度增加;排水性沥青混合料空隙率与有效空隙率之间存在良好的线性相关性,而渗透系数与有效空隙率之间的相关性更好,竖向渗透系数与有效空隙率之间存在对数关系,横向渗透系数与有效空隙率之间存在线性关系,排水性沥青混合料横向渗透系数大于竖向渗透系数,两者之间存在良好的指数关系.     

ATPB合理空隙率的设计研究

首先对沥青路面内部设计渗入量进行分析研究,设计出不同空隙率的ATPB矿料级配,同时进行ATPB混合料的各项性能试验,分析并建立ATPB混合料空隙率与排水性能、空隙率与使用性能的相关关系。在此基础上,提出ATPB混合料合理空隙率的设计方法,为ATPB合理空隙率的研究奠定基础。     

不同空隙率沥青混合料的形变及破坏

实验研究了不同空隙率沥青混合料的形变及破坏.结果表明:在所加载的压力范围内,空隙率为1.5%,2.5%,4.5%(体积分数,下同)时,沥青混合料的间接抗拉刚度模量与荷载成直线关系,沥青混合料呈弹性体;空隙率为8.0%,10.0%,12.0%时,沥青混合料的间接抗拉刚度模量与荷载呈非线性关系,并且在二者的关系曲线中出现一个拐点,沥青混合料会出现塑性变形.不同空隙率的沥青混合料具有不同的永久变形变化过程,其压实度对间接抗拉强度有显著影响.断面分析结果显示:空隙率为1.5%,2.5%,4.5%的沥青混合料破坏的同时将会有大骨料的断裂,而空隙率为8.0%,10.0%,12.0%的沥青混合料的破坏则表现为沥青砂(由小骨料、填充料及沥青等组成)的破坏.     

排水沥青路面渗透性与连通空隙率的关系研究

通过室内试验实测了不同空隙率的TPS改性沥青混合料其连通空隙率和横向渗透系数,研究结果表明,沥青混合料的渗水系数和空隙率有较好的相关性,随着空隙率的增大而增大;采用指数函数可以很好地反映横向渗透系数与连通空隙率的关系,可根据回归公式选用不同连通空隙率标准得到相应的横向渗透系数值,从而对排水材料的排水性能进行设计。     

空隙率对沥青路面的影响及施工中的控制

介绍了空隙率对沥青混凝土路面的影响,分析了沥青面层空隙率与路面初期损坏、透水性、沥青混合料耐久性的关系,提出了施工中空隙率控制的方法,以期为沥青面层空隙率的控制、设计与施工积累经验。     

空隙率对沥青路面性能的影响

介绍了沥青路面空隙率的不同测量与计算方法的差异性,分析了空隙率与路面初期损坏、混合料透水性、耐久性、强度及水稳定性之间的关系,对沥青路面空隙率的设计控制及施工有指导意义。     

沥青混合料空隙率影响因素分析

笔者通过长期沥青混合料施工以及试验检测工作,分析总结了沥青路面空隙率与路面特性之间的关系,并通过分析空隙率影响因素来阐述路面施工中如何有效控制空隙率,实现设计目标。     

沥青混合料最大粒径、结构层厚度与混合料性能之间关系分析

本文通过分析沥青混合料的最大粒径、结构层厚度与混合料性能之间的关系,对几种不同厚度的沥青混合料的空隙率及其性能进行了测试,提出一些可行性建议。     

汉堡试验评价空隙率对车辙和水稳定性的影响

为了评价空隙率对沥青混合料高温抗车辙性能和水稳定性的影响,采用汉堡车辙试验研究了不同空隙率的混合料在不同环境温度的车辙变化规律。研究结果表明,对于SMA-13沥青混合料,空隙率的降低能够有效的提高沥青混合料的高温抗车辙性能和抗水损害性能,较低的空隙率阻止水浸入混合料内部,防止混合料出现水损害现象。     

沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验方法

对沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验方法进行了研究,提出了完整的试件制备方法、试验设备要求以及试验的边界条件、温度条件和荷载条件等试验参数.对芯样空隙率与原样试件空隙率的转换关系进行了研究,结果表明:放大原样试件的空隙率,可以保证芯样的空隙率满足要求.对沥青混合料流变数的确定方法进行了研究,提出了采用三次样条插值函数分段拟合永久应变-荷载作用次数的关系曲线,分析了永久应变速率的变化规律,并以此确定了沥青混合料的流变数.重点研究了温度和荷载应力对沥青混合料流变数的影响,确定了最佳试验温度(45 ℃)和轴向应力(700 kPa).最后,对试验方法的重复性和再现性进行了分析,确认该方法精度高,可以作为沥青混合料抗永久变形能力评判的标准试验方法.     

掺合料对混凝土胶空比及其抗压强度的影响

为研究混凝土抗压强度变化,以掺入不同掺合料为变量来研究混凝土胶空比和抗压强度的变化。通过试验得出:复合胶凝体系的抗压强度在胶空比相同时,还受相应孔隙率的限制。高磷粉掺量体系C-2PP在相同胶空比条件下,其抗压强度有低于C-PP甚至低于C体系的趋势。这是因为高掺量导致的相对高孔隙率,而且孔隙率则又可归因于磷粉反应程度的严重下降;相对于水泥水化形成的C-S-H凝胶,矿粉火山灰反应生成C-S-H凝胶吸附了更多原本可被水化利用的自由水,因此减少了可测得的非蒸发水量,进而降低了水泥的水化程度,从而扰动了该体系胶空比与孔隙率的关系;随着磷粉掺量的增加,其磷粉反应程度的显著降低,将导致该体系孔隙率的升高和胶空比的降低。     

矿物掺合料对干粉砂浆物理性能及孔结构的影响

研究了石灰石、矿渣和粉煤灰3种矿物掺合料分别对干粉砂浆的工作性能和力学性能的影响,并探讨了掺有掺合料时干粉砂浆的宏观力学性能和其微观孔结构之间的关系。结果表明:粉煤灰在掺量小于30%时能够提高砂浆的流动度,但掺量再继续增大时,砂浆流动度反而下降;掺入矿渣粉略能提高砂浆的流动度;石灰石粉在一定程度上降低砂浆流动度;同时石灰石粉能够提高砂浆的保水率,而矿渣粉和粉煤灰却降低砂浆的保水率。随着石灰石、矿渣和粉煤灰掺量的增加,砂浆28 d强度均有不同程度的降低,影响顺序为石灰石>粉煤灰>矿渣;与空白样相比,内掺占水泥质量50%的石灰石粉和矿渣粉时,28 d砂浆硬化体的总孔隙率分别增加10.2%、7.7%,而掺等量粉煤灰时总孔隙率则基本不变。以石灰石替代50%的水泥时,28 d砂浆硬化体中d>100 nm的多害孔增加24.0%,而以粉煤灰替代50%的水泥时,砂浆中多害孔基本不变,以等量的矿渣粉替代时d>100 nm的多害孔减少6.5%。     

表面改性粉煤灰对水泥浆体强度和自收缩的影响

在生石灰激发下,采用水热-煅烧处理对粉煤灰进行表面改性,利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等测试方法时表面改性粉煤灰的物相结构和化学组成进行了表征,并采用背散射扫描电镜和压汞仪研究了掺表面改性粉煤灰水泥浆体的微观结构.试验测定了掺表面改性粉煤灰的硅酸盐水泥浆体的抗压强度、自收缩和孔隙率.结果表明,表面改性粉煤灰颗粒表面生成了具有水化活性的β-C2S,其水化产生凝胶,明显改善了复合水泥浆体中粉煤灰颗粒与水泥基体的界面,降低了复合水泥浆体的孔隙率和自收缩,提高了掺表面改性粉煤灰复合水泥浆体的早期强度.     

粉煤灰在混凝土中掺量的研究

研究了粉煤灰在混凝土抗压强度、孔隙率及6h库仑电量变化过程中的最佳掺量，试验结果表明：粉煤灰掺量在20％～30％之间时，混凝土的强度能够取得较好的效果；粉煤灰掺量在40％左右时，混凝土的孔隙率降到最低，其抗氯离子渗透的性能达到最好。     

多孔混凝土孔隙的表征及其与渗透性的关系研究

分别研究了单掺粉煤灰、矿渣和硅灰3种矿物掺合料的多孔混凝土有效孔隙率与目标孔隙率之间的关系,并探讨了掺有矿物掺合料时多孔混凝土有效孔隙率、透水系数、平面孔隙率、等效孔径和抗压强度之间的关系以及等效孔径大小的分布情况.试验结果表明:采用绝对体积法能有效控制多孔混凝土的孔隙率,不同掺合料的多孔混凝土有效孔隙率与透水系数之间存在相关性良好的二次甬数关系,与抗压强度基本成反比例关系,并据此得出对应关系式.等效孔径的大小和孔隙的个数影响着平面孔隙率变化.分别单掺粉煤灰、矿渣和硅灰且有效孔隙率在20%～30%的多孔混凝土,其等效孔径大小在10～20 mm之间,其中主要范围集中在13～16 mm.在此范围内,多孔混凝土的透水系数增幅最大.     

The relationship between autogenous shrinkage and pore structure of cement paste with mineral admixtures

In this paper, the combination of fly ash and silica fume, or fly ash and blast furnace slag were used as the composite mineral admixtures in cement paste. The autogenous shrinkage and the pore structure of the hardened cement paste with mineral admixtures were tested, and the relationship of the autogenous shrinkage and pore structure also was discussed. The results indicate that fly ash can reduce the autogenous shrinkage, and silica fume can increase the autogenous shrinkage, and the effect of blast furnace slag is between the two above; although both silica fume and blast furnace slag can weaken the porosity and the mean diameter of cement paste, and increase the volumetric percentage of pores whose diameter is between 5 and 50 nm and pore specific surface, silica fume is better than blast furnace slag in changing the pore structure. The relationship between the autogenous shrinkage and volumetric percentage of pores whose diameter is between 5 and 50 nm is obviously proportional.     

石灰粉煤灰稳定黄土的无侧限抗压强度研究

以石灰粉煤灰稳定黄土为对象,通过标准击实试验、无侧限抗压强度试验,研究养护龄期和石灰粉煤灰掺量对稳定黄土最佳含水率、最大干密度及无侧限抗压强度的影响。结果表明,随石灰粉煤灰掺量的增加,稳定黄土最佳含水率增大,最大干密度减小;石灰粉煤灰掺量一定时,随粉煤灰掺量的增加,最大干密度增大,最佳含水率减小;无侧限抗压强度随养护龄期的增长、石灰粉煤灰掺量的增加而增大。通过对试验数据的拟合回归,建立了稳定黄土无侧限抗压强度与孔隙率、粉煤灰与石灰的比值（F/L）及石灰粉煤灰总体积掺量的关系。     

Ⅲ级粉煤灰与水泥浆体的微界面改性

采用电石渣对Ⅲ级粉煤灰进行高温煅烧改性,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和纳米划痕仪对改性Ⅲ级粉煤灰的矿物组成和表面形貌进行表征,研究了改性Ⅲ级粉煤灰的水化性能,对比分析了未改性和改性Ⅲ级粉煤灰与水泥浆体的微界面形貌和力学性能.结果表明:改性Ⅲ级粉煤灰表面生成了水化活性较好的β-C2S,其水化生成的C-S-H凝胶改善了Ⅲ级粉煤灰颗粒与水泥浆体的微界面,减少了微界面区的孔隙,提高了微界面的力学性能.     

基于不同掺和料的透水混凝土性能试验研究

透水混凝土是一种利于促进水循环,改善城市生态环境的环保型建筑材料,本文通过分析目标孔隙率、粉煤灰的量、硅粉的量和纳米SiO₂的量等因素对透水混凝土正交试验影响。结果表明:透水混凝土抗压强度的最优配合比为目标孔隙率取16%、硅灰掺量取8%、粉煤灰掺量取10%、纳米SiO₂掺量取0.5%;透水混凝土孔隙率的最优配合比为目标孔隙率取24%、粉煤灰掺量取10%、硅灰掺量取2%、纳米SiO₂掺量取1%;透水混凝土透水系数的最佳配合比为目标孔隙率取24%、硅灰掺量取8%、粉煤灰掺量取20%、纳米SiO₂掺量取1%。     

Durability of lightweight concretes with lightweight fly ash aggregates

This paper presents the effects of aggregate properties such as strength, porosity, water absorption, bulk density and specific gravity on the strength and durability of lightweight fly ash aggregate concrete (LWAC). The influence of properties of four aggregates (sintered lightweight fly ash aggregates, cold-bonded lightweight fly ash aggregate and normalweight aggregate) on mechanical and durability properties of concrete is discussed. Experimental results revealed that durable high-strength air-entrained lightweight concretes could be produced using sintered or cold-bonded lightweight fly ash aggregates, having comparable performance with the normalweight concretes. The use of lightweight aggregates (LWA) instead of normalweight aggregates in concrete production decreased the strength and stiffness due to the higher porosity and lower strength of the aggregate included in the concrete. However, permeability of sintered fly ash aggregate lightweight concretes was comparable and slightly lower than normalweight concrete whereas permeability of cold-bonded fly ash lightweight concrete was greater than the others. All concretes had a durability factor greater than 85, which met the requirements by showing quite perfect resistance to freeze–thaw.