水泥乳化沥青复合胶凝材料动态力学性能

研究了不同水泥含量(C/A为0.8、1.0和1.2)的水泥乳化沥青复合胶凝材料(CECM)7d龄期的动态力学性能.采用动态剪切流变仪,对不同复合材料分别在40℃~80℃、0.0159Hz^15.9Hz环境下进行温度扫描试验和频率扫描试验,获得了不同温度和频率下复数模量和相位角的变化规律,以及不同温度时的疲劳性能指标.基于时-温等效原理建立了50℃时不同复合材料的相位角主曲线.结果表明:随着温度的升高,复数模量显著减小,相位角线性增加,粘性特征增强.与矿粉相比,水泥的加入明显地改变了复合材料的粘弹性比例.CECM在相对低频区域具有较好的抗变形能力,且C/A越大,抗变形能力越强,但疲劳性能指标随之降低.相位角主曲线表明在广泛的荷载频率范围内CECM仍具有优异的动态力学性能.研究结果为水泥乳化沥青复合胶凝材料设计和优化提供了参考.

水泥沥青砂浆的静动态力学行为

研究了3种典型水泥沥青胶凝材料的动态力学行为和不同A/C的水泥沥青砂浆的静动态力学行为。采用动态黏弹谱仪测试水泥沥青胶凝材料的动态模量和滞后角随加载频率的变化关系。采用电液伺服控制材料万能试验机研究了水泥沥青砂浆静态抗压、动态周期性压力荷载下的力学行为。结果表明:对同一水泥沥青胶凝材料,动态模量随频率的增大而增大;对不同水泥沥青胶凝材料,随着A/C的增大,动态模量减少而滞后角增大,表明其黏弹性越发显著;水泥沥青砂浆的抗压强度、弹性模量以及破坏能随A/C的增大而减少,且变化规律基本相似;水泥沥青砂浆的动态模量随A/C以及加载频率的变化规律与其胶凝材料的规律基本一致。基于标准固体模型,通过对水泥沥青砂浆的动态模量拟合得到其力学模型中各基本元件的力学参数,从而实现了对水泥沥青砂浆力学行为的完全本构表征。

新拌水泥沥青浆体的流动性及显微结构研究

研究了乳化沥青对新拌水泥沥青浆体流动性和显微结构的影响;分析测试了添加不同类型及不同掺量的乳化沥青后新拌浆体的流动性(扩展度)及水化热;采用光学显微镜原位观察了分散体系显微结构的形成及演化过程.结果表明:乳化沥青的加入可大大提高浆体的流动性和流动保持性,同时可延缓水泥水化进程;随乳化沥青掺量的增大,浆体流动性先增大后降低,流动保持性逐渐增强,诱导期逐渐延长;阴离子乳化沥青对浆体流动性和流动保持性的改善及其对水泥水化的延缓效果较阳离子乳化沥青更为显著;浆体显微结构的形成及演化包括乳化沥青颗粒对水泥颗粒的吸附、乳化沥青破乳同时伴随水泥水化等几个过程,最终形成水泥、水化产物和沥青膜互穿的有机-无机复合结构.

水泥-沥青胶凝材料动态力学行为的初步研究

研究了不同沥青含量(A/C)的水泥-沥青复合胶凝材料7d龄期的动态黏弹性力学行为。选择3种温度环境(?25℃、25℃和75℃),采用动态黏弹谱仪测试了3种不同A/C的水泥-沥青胶凝材料(简称为CAB)在频率范围0.1Hz^100Hz的动态力学性能,获得了不同温度下储存模量、损耗模量及损耗角随加载频率变化的基本规律。基于频-温等效原理建立了常温下CAB的储存模量随频率变化的主曲线,并利用Burgers本构关系对其动态力学行为进行了模拟。结果表明:随A/C和温度的升高,CAB的储存模量减少,黏弹性显著增强;低A/C的CAB,或低温下高A/C的CAB,其储存模量随频率的对数线性增加;随A/C和温度的升高,逐渐出现非线性递增规律;随A/C的升高,主曲线频幅变窄,表明模量对频率的敏感性增大;Burgers黏弹性力学模型可用于表征不同A/C的CAB动态模量与频率的关系,与实验数据吻合较好。

温度对新拌水泥沥青浆体流动性和水化速率的影响

研究了温度对不同沥青含量的新拌水泥沥青浆的流动性和水化速率的影响,以揭示该类复合胶凝材料流动性和水化速率的温度敏感性规律。在0,20℃和40℃下测量浆体的扩展度,获得了流动性随温度变化的基本规律。通过测定新拌浆体凝结硬化过程中半绝热温升来研究温度对水泥水化过程的影响。结果表明:随温度的降低,水泥水化速率下降,浆体初始流动性和流动保持性增强;随沥青掺量的增大,初始流动性和水化速率的温度敏感性降低,流动保持性的温度敏感性增大;含阳离子乳化沥青的浆体初始流动性、流动保持性以及水泥水化延缓程度受温度的影响均大于含阴离子乳化沥青的浆体。水泥水化、乳化沥青在水泥颗粒表面的吸附以及沥青的破乳是决定新拌水泥沥青浆流动性的关键因素。