化学激发煤矸石对水镁石纤维水泥砂浆性能影响

选取铜川煤矸石进行研究,采取热活化、机械活化和化学活化并用的方式,且在煅烧前将煤矸石与石灰混合,并加入固定量水镁石纤维制成水泥砂浆,通过强度、流动性等力学性能测试和SEM微观测试找出了最优的工艺参数。试验表明:当煅烧温度为675℃,石灰和煤矸石取代水泥量的30%,其中石灰占煤矸石量的40%时,强度和流动性达到最佳值。和普通水泥砂浆相比基本持平,与单一热活化煤矸石水泥砂浆相比强度有大幅度提高。有利于工业废渣的利用和节能减排的进行。     

低温环境微生物灌入法修复砂浆效果及性能研究

为解决低温环境下常用微生物生长活性降低而导致对混凝土的修复能力减弱的问题,本文采用灌入法研究了嗜温和耐寒细菌及两者组合在室温和低温下对砂浆裂缝的修复效果,并通过对比修复前后砂浆试件的抗折和抗压强度,对不同细菌和矿化液组合的修复效果进行了定量评价。结果表明,细菌对砂浆裂缝的修复效果与其在不同温度下的生长活性相关,与嗜温的巴氏芽孢杆菌fwzy14相比,耐寒短杆菌A779在常温和低温下均具有较强的生长活性,因此在试验温度下表现出更强的修复能力。当以硝酸钙作为钙源时,A779可以通过有氧呼吸和硝酸盐还原两种方式代谢,可以在裂缝深处缺氧区域生长代谢,从而对裂缝进行深度修复。     

新型高摩擦道路表面处治材料研究及应用进展

作为一种新型路面材料,高摩擦道路表面处治(high friction surface treatment, HFST)材料由高耐磨集料和粘结剂组成,用于解决传统路面材料修筑的弯道、长大纵坡等特殊路段因路面抗滑能力衰减过快导致的安全性问题。为了推动HFST技术在我国路面养护中的发展,提高道路安全性,降低养护投资成本,回顾了相关学者对HFST材料抗滑性能的研究现状,综述了高耐磨集料的物理、力学性能,评价了HFST集料的耐磨特性,分析了矿物组成对集料耐磨性能的影响,阐明了高耐磨集料长期磨光机制;概述了用于HFST的粘结剂性能,分析不同类型环氧树脂粘结剂的适用性;总结集料种类、集料粒径、集料掺配方式、粘结剂种类、厚度等HFST材料组成设计关键参数对其抗滑性能的影响规律,提出了HFST材料组成建议;总结分析了HFST试验路段长期抗滑衰变特性以及经济效益,最后探讨了现有HFST研究存在的问题,并对后续研究提出了建议。     

掺盐沥青胶浆低温流变及粘附特性

为探究盐分对沥青胶浆低温流变及粘附特性的影响规律,采用盐颗粒以体积比1∶1替代矿粉的沥青胶浆制备方法,通过弯曲梁流变试验(BBR)研究不同掺盐沥青胶浆在30 d与120 d龄期下的低温流变特性,并构建相应的Burgers模型,分析盐分对沥青低温粘弹特性的影响;通过接触角试验,得出沥青表面能参数,评价不同沥青胶浆粘附特性;借助扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)手段,探究掺盐沥青胶浆微观作用机理。结果表明:相较于基质沥青,不同种类掺盐沥青胶浆随着龄期的增加,低温流变性能不断降低;经120 d龄期后,沥青接触角明显增大,掺盐沥青胶浆表面能降低,粘附性劣化;盐分颗粒溶析及其盐老化效应,是导致掺盐沥青胶浆性能劣化的主要诱因。     

酸对硫酸铝系列液体无碱速凝剂稳定性影响

液体无碱速凝剂(LAFA)产品生产后正常贮存条件下,易出现结晶、分层现象,即贮存期短的问题。研究磷酸和乳酸分别单掺对硫酸铝系列LAFA稳定性和凝结时间的影响。发现随着磷酸掺量从1%增加到7%,LAFA稳定期可延长66%,净浆凝结时间先缩短(磷酸掺量1%~4%)后延长(磷酸掺量4%~7%)。乳酸对速凝剂稳定性和净浆凝结几乎无影响。研究发现,硫酸铝系列液体无碱速凝剂不稳定的原因是铝离子水解并聚合,当聚合到一定程度时因无法克服自身重力作用而聚沉。提出了液体无碱速凝剂聚沉失稳的三阶段物理模型。     

煤矸石的热活化工艺研究

通过工艺实验、添加煤矸石水泥胶砂的强度测试、煅烧前后煤矸石成分及结构的XRD分析,研究了煅烧工艺条件对铜川某煤矿煤矸石火山灰活性的影响,探讨了热活化机理以及添加烧煤矸石能够提高水泥胶砂强度的原因,即煤矸石原来排列有序的晶体结构被打乱,形成热力学不稳定状态玻璃相结构,从而使烧成后的煤矸石中含有大量的活性氧化硅和氧化铝,而具有火山灰活性。实验发现所用煤矸石的最佳煅烧温度为700℃,此时水泥胶砂具有最高的抗压和抗折强度。     

基于层间功能层的水泥混凝土路面动态响应灰关联分析

通过动态分析有限元方法揭示了设置功能层的半刚性基层水泥混凝土路面结构在车辆动态荷载作用下各因素(面层厚度与模量、功能层厚度与模量、基层厚度与模量、地基模量以及行车速度)对力学响应的影响程度,采用灰色关联分析,对各因素的影响程度进行了定量分析,并通过回归分析得到了路面结构力学响应(面层弯沉差、面层底部拉应力、功能层顶部剪应力和基层底部拉应力)的计算公式,为设置功能层的水泥混凝土路面的结构设计和施工提供理论指导.     

乳化沥青混合料强度影响因素的灰关联熵分析

在修正的高温马歇尔试验基础上,运用灰关联熵分析法对影响乳化沥青混合料强度的各主要因素:水泥掺量、集料级配(采用分形维数表征)、沥青用量、乳化沥青混合料空隙率、密度和沥青饱和度等进行了分析.研究表明,水泥掺量、空隙率对乳化沥青混合料强度有重要影响.在乳化沥青混合料配合比设计和施工时,应对这两个因素进行严格控制.     

湿度对氯氧镁水泥二氧化碳吸附能力影响研究

氯氧镁水泥(MOC)是一种可以大量吸附二氧化碳的生态水泥,以单位面积质量变化作为碳化能力指标,研究了不同湿度条件下MOC的碳化过程.试验结果表明,低湿度下碳化缓慢,随着湿度的升高MOC碳化过程明显加速.XRD结果表明在不同湿度下MOC碳化反应和碳化产物不尽相同:低湿度下的反应物主要是Mg(OH)2,碳化产物为MgCO3;而高湿度下的反应物主要是Mg(OH)2和MgO,碳化产物为MgCO3·3H2O和少量Mg2CO3ClOH·2H2 O.碳化后MOC耐水性明显改善,SEM图像证实碳化后MOC表面被碳酸镁或碳酸镁三水合物覆盖,阻隔了外部水分和MOC接触.灰度分析表明碳化行为降低了水分对骨料-砂浆界面的破坏,进而提高MOC的耐水性.     

硫酸盐-干湿循环侵蚀环境下水镁石纤维沥青混合料抗疲劳性能

采用多次干湿循环作用下15%Na2SO4溶液加速劣化试验及四点弯曲疲劳寿命试验,研究了硫酸盐-干湿循环侵蚀作用下水镁石纤维沥青混合料抗疲劳性能,并与聚酯纤维和玄武岩纤维沥青混合料进行对比。在此基础上,探索了硫酸盐侵蚀作用下沥青混合料损伤机理及纤维改善沥青混合料疲劳性能效果。结果表明:与纯净水环境相比,沥青混合料在盐蚀环境下的疲劳性能劣化程度更为严重,Na2SO4的结晶型侵蚀是主要诱因;水镁石纤维能够较好地吸附和稳定沥青,且具有优良的增强增韧效应,可以有效提高沥青混合料的抗硫酸盐侵蚀疲劳性能。