风沙环境下混凝土、砂浆和水泥石的固体颗粒冲蚀磨损试验研究

根据戈壁的风沙流环境特点,采用气流挟沙喷射法,进行混凝土、砂浆和水泥石的冲蚀磨损试验,研究风沙流速度、冲蚀角度、冲蚀时间和沙流量对混凝土、砂浆和水泥石冲蚀磨损的影响。结果表明:混凝土、砂浆和水泥石的冲蚀率与风沙流速度近似呈线性关系,相比于混凝土和水泥石,砂浆的冲蚀率受风沙流速度的影响更大,拟合直线的斜率达2.25;混凝土、砂浆和水泥石的冲蚀率随冲蚀角度的增加而增加,冲蚀角为90°时冲蚀率最高,与脆性材料的冲蚀规律一致,其中砂浆的冲蚀率受冲蚀角度的影响更大;混凝土、砂浆和水泥石进入稳态冲蚀阶段所需的孕育期不同,在同样的试验条件下,混凝土和水泥石约需4min,砂浆约需5min;在相同的冲蚀时间内,C30混凝土试样的冲蚀率随沙流量的增大先降低后增大。

冲击参数对兰新铁路混凝土结构冲蚀磨损的影响

兰新铁路第二双线(新疆段)穿越五大风区,风区地段,强风携带的沙粒对兰新铁路混凝土结构产生严重的冲蚀磨损,造成混凝土结构耐久性的降低。本文针对戈壁风沙流环境特点,采用气流挟沙喷射法,对混凝土结构材料进行冲蚀磨损试验,研究冲击参数(冲蚀速度、角度和时间)对混凝土冲蚀磨损的影响。实验结果表明,混凝土靶材在各冲蚀速度下,90°冲蚀时冲蚀率最高,而30°冲蚀时冲蚀率最低,与传统的脆性材料的冲蚀规律相一致。在不同攻角下,冲蚀速度越大,冲蚀率越高;在低角度冲蚀时,速度指数与传统的脆性材料的冲蚀模型预测值相一致,而在高角度冲蚀时,速度指数偏离了理论预测范围。随着冲蚀时间的延长,混凝土材料的冲蚀率逐渐降低,且冲蚀率开始下降迅速,而后逐渐变缓。

混凝土表面增强处理对抗冲蚀磨损性能的影响

兰新铁路第二双线(新疆段)穿越五大风区。风区地段,强风携带的砂粒对兰新铁路混凝土结构产生严重的冲蚀磨损,造成混凝土结构耐久性的降低。选用JNF型抗冻型硅溶胶,氟硅酸镁+氟硅酸铝和沃尔VL-M1高效混凝土密封固化剂对混凝土表面进行了处理。并分别在处理试样上涂装了水性硅丙乳液、环氧树脂+聚氨酯和PPG聚氨酯涂料作为风蚀防护层。试验结果表明:混凝土的基底处理均在一定程度上提高了其表面耐磨性,而其中以氟硅酸镁+氟硅酸铝处理的表面耐磨性提高最多;在同种表面处理时,环氧树脂+聚氨酯涂料的抗冲蚀性能最好,PPG涂料次之,水性硅丙乳液最差;在不同表面处理后,氟硅酸镁+氟硅酸铝溶液表面处理的试块,涂料的抗冲蚀性能亦最好。

不同岩性粉体对水泥胶砂性能的影响

选择不同类型的粉体通过内掺和外掺方法制备水泥胶砂试件,并测试其流动性和强度。结果表明,随着粉体掺量的增加,水泥胶砂的流动性呈下降趋势,其中泥粉对流动性的影响最大。采用外掺法制备的胶砂试件,在粉体掺量达到10%之前,抗压强度明显增加,但超过这个范围后,强度趋于持平或下降。采用内掺法制备的胶砂试件,随着粉体掺量的增加,强度整体上呈下降趋势。此外,不同掺配比例和不同岩性粉体在龄期增加时呈现出不同的增长规律。