Effect of RE Modification and Heat Treatment on Formation and Growth of Thermal Fatigue Crack in Wear Resistant Cast Iron Containing Low Alloy

The formation and growth of thermal fatigue crack and the function of RE and heat treatment in wear resistance of cast iron containing low alloy were investigated,and it was analyzed in view of the activation energy for the crack′s propagation. The results show that the thermal fatigue cracks are mainly generated at eutectic carbides,and the cracks are grown by themselves spreading and joining each other. RE can improve the eutectic carbide′s morphology,inhibit the generation and propagation of thermal fatigue cracks,therefore,promote the activation energy for the crack′s propagation,and especially,which is more noticeable in case of the RE modification in combination with heat treatment.

Anti-Crack Performance of Low-Heat Portland Cement Concrete

The properties of low-heat Portland cement concrete（LHC） were studied in detail. The experimental results show that the LHC concrete has characteristics of a higher physical mechanical behavior, deformation and durability. Compared with moderate-heat Portland cement（MHC）, the average hydration heat of LHC concrete is reduced by about 17.5%. Under same mixing proportion, the adiabatic temperature rise of LHC concrete was reduced by 2 ℃-3 ℃,and the limits tension of LHC concrete was increased by 10× 10^-6-15×10^-6 than that of MHC. Moreover, it is indicated that LHC concrete has a better anti-crack behavior than MHC concrete.

生物油/预处理废旧PE复合改性沥青研究

为了解决废旧塑料改性沥青储存稳定性和低温抗裂性差等问题,采用双螺杆挤出机对废旧聚乙烯(PE)进行预处理,并将其与生物油复合制得生物油/预处理废旧PE复合改性沥青.采用离析试验、流变性能试验、荧光显微镜试验和傅里叶变换红外光谱试验分析了改性沥青的储存稳定性、低温抗裂性和高温稳定性.结果表明:经预处理后的PE密度与沥青密度相近,极性基团和C=C结构更多,化学活性增强,大大提高了废旧PE改性沥青的储存稳定性;生物油/预处理废旧PE复合改性沥青形成了连续的网状结构,进一步提高了废旧PE改性沥青的储存稳定性,并显著提升了其低温抗裂性,但降低了其高温稳定性.

高掺量胶粉/SBS改性沥青及其混合料的路用性能

为了提高废旧轮胎利用率,降低沥青生产成本,发挥胶粉和SBS两种改性沥青的优势,通过优化制备工艺和材料掺量,研究沥青的三大指标、黏度、弹性恢复、储存稳定性,确定了胶粉/SBS复合改性沥青的胶粉最佳掺量为42%,裂解剂的最佳掺量为1.5%。以制备的高掺量复合改性沥青混合料为主要研究对象,其他5种沥青混合料为对照组,包括基质沥青混合料、3%SBS改性沥青混合料、21%普通掺量的胶粉改性沥青混合料、42%高掺量胶粉改性沥青混合料以及21%胶粉+3%SBS普通掺量复合改性沥青混合料,通过车辙试验、低温小梁弯曲试验等分析各个改性沥青混合料的性能。结果表明,比起其他5种沥青混合料,高掺量胶粉/SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗车辙、低温抗开裂和水稳定性,为进一步研究胶粉/SBS改性沥青的应用起到了推广作用。

粒化高炉矿渣粉沥青混合料路用性能研究

为了拓宽废弃粒化高炉矿渣的利用途径,文中采用不同比例的粒化高炉矿渣粉代替矿粉后,进行AC-13C沥青混合料配合比设计,并对其高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性等路用性能进行对比分析。结果表明,将粒化高炉矿渣粉作为填料应用于沥青混合料中,提高了沥青混合料的高温稳定性和高温水稳定性,但降低了其低温水稳定性。当粒化高炉矿渣粉替代率不超过50%时,沥青混合料的低温抗裂性可以得到提高,而当粒化高炉矿渣粉替代率超过75%时,沥青混合料的低温抗裂性降低。综合分析结论得出,AC-13C沥青混合料的粒化高炉矿渣粉替代率不超过50%。

磷石膏改性沥青高低温性能研究

为评价固废磷石膏作为沥青改性剂的可能性,对磷石膏改性沥青的高低温性能进行评价。分别将不同掺量的磷石膏加入到70#基质沥青中,以制备磷石膏改性沥青。通过动态剪切流变仪的温度扫描、频率扫描、多重应力蠕变模式测试磷石膏改性沥青高温流变特性,并基于Sigmoidal方程建立流变主曲线,通过弯曲梁流变仪评价磷石膏改性沥青低温抗裂性。研究结果表明,随着磷石膏的加入,磷石膏改性沥青的复数剪切模量(G^(*))提高并高于70#基质沥青,相位角(δ)差距不大,Shenoy车辙参数[G^(*)/(1-1/sinδtanδ)]明显提高;磷石膏的掺入能提高沥青在0.1,3.2 kPa的蠕变恢复率,并且降低在0.1,3.2 kPa的不可恢复柔量。添加磷石膏会增强基质沥青的高温性能,同时会略微降低沥青的低温抗裂性能,但是不会影响PG低温分级中的设计温度。

基于不同温度SCB试验的沥青混合料低温抗裂性能评价

为更方便、准确地评价沥青混合料低温抗裂性能,通过对半圆弯曲(SCB)试验对断裂能成分进行分析,探究了断裂能随温度升高而增加的原因,提出了基于SCB试验计算沥青混合料黏性耗散能方法,并用于评价沥青混合料低温抗裂性能。通过设计SCB试验,测试并评价了6种沥青混合料低温抗裂性能。结果表明:沥青混合料断裂能随测试温度升高而增加主要归因于黏性耗散能的增加,通过SCB试验预估沥青混合料黏性耗散能,用以评价沥青混合料低温抗裂性能;以黏性耗散能作为低温抗裂性能评价指标,对比不同再生沥青混合料的黏性耗散能的变化幅度,可以发现最大变化幅度(AC20R40与AC20R40RA试验组的差异)达到72.2%,远大于断裂能的变化幅度,可有效区分不同再生沥青混合料的低温抗裂性能,同时也有利于降低试验误差对评价结果的影响;随着试验温度升高,沥青混合料从脆性破坏逐渐转为延性破坏,断裂面中集料断裂面积逐渐减少,且材料原子或分子振动更剧烈,造成沥青混合料表面能逐渐减小,所以出现断裂能随温度先增大后减小的变化规律,其由黏性耗散能引起,断裂能峰值点温度即为黏性耗散能峰值点温度;建议黏性耗散能以―12℃与0℃温度下SCB试验的断裂能之差进行计算,用以评价沥青混合料低温抗裂性能。

高碳铬铁渣稀浆封层路用性能研究

为解决高碳铬铁渣堆存及开采石料造成的环境污染和破坏问题,以高碳铬铁渣作为集料,分别以不同粒径替代稀浆封层混合料中玄武岩,通过车辙试验、湿轮磨耗试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、摆式仪测定路面摩擦系数试验对稀浆封层混合料的抗车辙性能、抗水损害性能、低温抗裂性能及抗滑能力进行评价。结果表明:将高碳铬铁渣作为集料替代玄武岩,可明显地提高稀浆混合料的抗车辙性能、低温性能及抗滑能力,4.75 mm~9.5 mm粒径的铬铁渣影响最为显著;铬铁渣的掺入会降低稀浆混合料的抗水损害能力,随着铬铁渣代替量的增加而降低,高碳铬铁渣在稀浆封层中具有一定的适用性。

寒区沥青混合料阻裂性能研究进展

从材料研究与路面结构设计等角度综述了沥青及沥青混合料的低温性能研究进展,以沥青低温性能评价、沥青混合料低温性能评价及混合料低温性能仿真模拟评价三个角度介绍了近年来国内外针对沥青及沥青混合料的低温性能评价研究。认为应在材料研究、路面设计的基础上对高寒、大温差地区的路面低温性能展开探索;建立同高寒、大温差气候条件相适应的耐久性路面低温性能评价指标;并同时从力学仿真模拟领域入手,对沥青混合料的抗裂力学性能变化趋势进行深入研究。

低热硅酸盐水泥水工衬砌混凝土抗裂性文献综述

对低热硅酸盐水泥的技术要求进行阐述,综述了前人对低热水泥进行的宏观微观抗裂性试验,对低热水泥抗裂性方面的研究成果文献进行归纳和总结,对国内外低热水泥在水利工程中的应用和研究现状进行回顾,指出低热水泥在水工衬砌混凝土抗裂性上研究不足,展望未来低热水泥在水工衬砌混凝土中的应用研究前景。

基于低温性能的温拌沥青及混合料性能研究

通过FTIR和TG-DSC实验分别对温拌改性沥青的改性机理和热稳定性进行分析,通过RTFO实验评价温拌改性沥青抗老化性能并对温拌剂配方进行优化;采用DSR实验、BBR实验、测力延度实验评价优化后的温拌改性沥青高低温性能,并与Sasobit和Evotherm M1温拌改性沥青进行对比研究;通过混合料实验对温拌剂的降温幅度和温拌沥青混合料的路用性能进行研究。结果表明,温拌改性沥青的改性机理为物理共混,其热稳定性可以得到保障;温拌剂配方优化后,抗老化能力得到改善;蜡-塑温拌剂加入SBS改性沥青中后-18℃时的蠕变劲度降低37.8%、蠕变速率提升9.9%,低温流变性能得到改善;蜡-塑温拌剂的降温幅度约为23℃,比3%Sasobit和0.5%Evotherm M1的降温效果好,蜡-塑温拌改性沥青混合料的高温性能完全满足低温地区的要求,低温抗裂性能和抗水损害能力有明显提升,Sasobit温拌剂可以提升高温抗车辙性能,但对低温性能和水稳定性不利,Evotherm M1温拌剂对混合料路用性能影响不大。

水性环氧树脂改性乳化沥青在公路养护中的应用研究

乳化沥青常用于公路表面修补和预防养护。普通的乳化沥青粘接强度较低,在低温下较脆并且强度成型慢,必须在提高养护效果和施工效率方面进行针对性地改性。研究利用相反转法,以非离子型乳化剂聚氧乙烯醚为表面活性剂制备水性环氧树脂乳液,并将该乳液用于改性乳化沥青。对得到的水性环氧树脂乳化沥青进行稳定性能、粘接性能和低温性能测试,结果表明:试样品储存30 d不发生破乳,粘接性能比未改性的乳化沥青提高10倍,低温抗劈裂强度为未改性乳化沥青的2.3倍。为水性环氧树脂改性乳化沥青对寒冷天气下公路的防裂养护提供了参考。

短期老化沥青混合料的低温抗裂性能

为了研究短期老化沥青混合料的低温抗裂性能,分析两种不同的沥青混合料老化温度(135℃短期老化4 h、155℃短期老化4 h)以及玄武岩纤维、聚酯纤维、木质素纤维和不同环境温度(0℃、-5℃、-10℃、-20℃)对沥青混合料低温抗裂性能的影响。相对于未老化的沥青混合料,经过短期老化的沥青混合料断裂能均有所下降;掺入聚酯纤维未经过老化的沥青混合料在0℃下的断裂能最高;随着试验温度的降低,半圆弯曲试验(SCB)试件的断裂能整体呈下降趋势。纤维掺料在提高沥青混合料的低温抗裂性能有帮助。

乳化沥青冷再生混合料材料组成对其低温抗裂性能影响研究

为解决就地冷再生混合料低温抗裂性能不足的问题,通过间接拉伸(IDT)、半圆弯曲(SCB)等试验方法研究了矿粉、机制砂和9.5 mm~19 mm粗集料对冷再生混合料低温抗裂性能的影响。研究表明:1)IDT试验断裂功(W)与SCB试验断裂能(G_(f))可较好区分不同类型冷再生混合料的低温性能,且数据变异性小(分别为12%和15%左右);2)矿粉掺量为3%时,相较不掺矿粉,W、G_(f)分别提高了116%、45%;3)机制砂掺量为20%~30%时,相较不掺机制砂,W、G_(f)可分别提高45%、37%;4)9.5 mm~19 mm粗集料掺量为10%~30%时,相较不掺粗集料,W、G_(f)可分别至少提高92%~130%、38%~50%。综上,建议冷再生混合料中9.5 mm~19 mm粗集料掺量为10%~30%、机制砂掺量为20%~30%、矿粉掺量为3%。

水泥代替矿粉对热拌再生沥青混合料的路用性能影响

以再生沥青混凝土AC-20为研究对象,用水泥分别替代各级配矿粉用量成型试件,通过马歇尔实验、冻融劈裂试验和低温劈裂试验研究水泥替代矿粉对沥青混凝土高温稳定性、水稳定性和低温稳定性的影响规律。试验结果表明水泥用做填料具有一定的优越性,能够提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性,对提高沥青混凝土的路用性能,降低工程造价具有重要的意义。研究成果可为废旧沥青混合料的再生利用提供一定的参考。

滨海地区SMA-13沥青混合料低温抗裂性能

选用聚酯纤维作为外掺剂,干法制备聚酯纤维掺量为0%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%的SMA-13半圆试件,分别开展0、2、4、6、8次硫酸钠-干湿循环下半圆弯曲(SCB)试验,并以清水-干湿循环作为平行对照组。随着干湿循环次数的增加,盐-干湿循环试件组和平行对照组试件的低温性能均降低;盐-干湿循环对试件的影响>清水-干湿循环对试件的影响,且清水-干湿循环后试件的低温性能劣化幅值较小;聚酯纤维掺量为0.4%的试件宏观评价指标断裂韧性KIC在各溶液干湿循环条件下均有较好表现,且实测数据均高于其他掺量纤维。结合SEM扫描电镜试验可知,掺量为0.4%的聚酯纤维能形成较好的纤维网状搭接结构,有利于试件整体性的提升和荷载的均匀传递。

物理硬化下橡胶复合改性沥青低温抗裂性能研究

由于研究寒冷地区橡胶复合改性沥青(CRMA)材料物理硬化前、后低温抗裂性能的变化规律对提升寒区公路工程质量具有重要意义,所以采用单边切口弯曲梁(SENB)试验研究了物理硬化作用对CRMA低温抗裂性能的影响机制,即试验前将沥青小梁试样分别在-12、-18、-24℃的无水乙醇溶液中恒温1、12、24、36、48 h来模拟沥青不同程度的物理硬化。研究结果表明:改性沥青恒温24 h后低温抗裂性能下降速度逐渐平缓,物理硬化程度趋于饱和;改性沥青物理硬化程度随温度的降低呈正态分布,而不是温度越低,物理硬化程度就越严重;-18℃时,改性沥青的物理硬化程度最大;SBS改性沥青(SBSMA)的抗物理硬化能力优于CRMA,但物理硬化前后CRMA的低温抗裂性能均远优于SBSMA,更加适用于寒冷地区公路工程。因此推荐采用基于SENB试验恒温24 h后的断裂能指标来表征寒区改性沥青材料的低温抗裂性能。

公路沥青混合料低温抗裂性能及施工工艺研究

主要探究提高公路沥青混合料低温抗裂性能与施工工艺的有效方法。实地观察、实验室试验和数值模拟分析了沥青混合料在低温环境下的性能变化规律,并研究了不同施工工艺对其性能的影响。结果显示,合理控制施工温度、优化压实工艺和采用适量添加剂可以有效提高沥青混合料的低温抗裂性能,降低路面裂缝的发生率。基于此,在公路建设中,应重视低温环境下沥青混合料的性能并采取相应的施工工艺措施,以提高路面的质量和使用寿命。

免蒸养抗开裂超高性能混凝土的制备及性能研究

为进一步提高超高性能混凝土(UHPC)抗开裂性能,降低生产制备中热养护所产生的能耗,通过复合掺入硫铝酸盐水泥(CSA)熟料制备了一种免蒸养抗开裂UHPC。基于最紧密堆积原理对UHPC原材料配合比进行设计,评价了UHPC的工作性能、力学性能、抗开裂性能。结果显示:制备的UHPC工作性能优异,随CSA熟料掺量的增加,UHPC的流动度减小,凝结时间缩短;CSA掺量为10%时,UHPC的流动度为240 mm,抗拉强度为7.848 MPa,28 d抗压强度为146.3 MPa,7 d总收缩值约为3000με,抗裂指数为11.23%。

双层排水沥青路面试验段路用性能研究

文中以某高速公路工程为例,通过车辙试验、小梁弯曲试验等方法,评价PAC-10和PAC-16双层排水沥青路面的路用性能。试验结果表明,双层排水沥青路面的高温稳定性能、低温抗裂性能以及水稳定性良好,PAC-10和PAC-16试件的动稳定度均达到规范标准,相比之下,PAC-16的路用性能更好,更符合工程施工要求。