水泥乳化沥青砂浆微观结构演变规律研究

通过EDS、SEM、NMR等试验方法,从微观形貌、水化产物、元素分布、孔隙特征等多角度对多模态数据进行深度融合分析,定性与定量地研究了水泥乳化沥青(CA)砂浆微观结构随沥灰比(A/C)和龄期的演变规律。结果表明,随着A/C增大,CA砂浆由以水泥水化产物为连续相、沥青为分散相的空间结构,转变为以沥青为连续相、水泥水化产物为分散相的疏松多孔空间结构。水泥颗粒和水化产物被沥青裹覆,严重影响了孔隙结构的发育,总孔隙率、最可几孔径逐渐增大,凝胶孔、过渡孔数量减少,大孔数量增多。随着龄期增加,水泥水化产物增多,原本较大的孔隙被分隔为较小孔隙,总孔隙率降低,大孔及毛细孔数量减少,凝胶孔及过渡孔增多,孔隙结构逐渐密实。

无砟轨道用改性复材配比优化设计与抗压强度测试

无砟轨道则是采用混沥青混合料等作为基础,替代了传统有砟轨道中的碎石,从而避免了砟道碎石飞溅的问题,提高了铁路运行的平稳性和安全性。为提高无砟轨道中乳化沥青砂浆的性能,提出通过矿粉和硅灰改性乳化沥青,并探讨了沥灰比对乳化沥青性能的影响。结果表明,当A/C=0.9,硅灰掺量为10%,矿粉掺量为20%时,得到此时的抗压强度为4.42 MPa。由此得出,通过以上配比优化,增强了沥青的抗压强度,可提高无砟轨道用沥青的抗压强度。

不同极性乳化沥青水泥浆液性能研究

【目的】探究离子极性、水灰比、沥灰比对水泥乳化沥青浆液(CEA)的流动度、抗压强度、收缩特性的影响规律与机理。【方法】通过多组分配比试验,研究各因素对CEA性能的影响规律与机理,并结合正交分析法研究不同因素对CEA浆体性能的影响程度。【结果】当沥灰比(A/C)为0.2时,随着水灰比(W/C)由0.35增加至0.45,不同离子型的CEA浆体流动度、3 d抗压强度与凝固收缩均增大;当W/C相同时,阳离子CEA浆体流动度以及凝固收缩最小,但3 d抗压强度最大,阴离子CEA浆体流动度和凝固收缩最大,而3 d抗压强度最小。【结论】在实际工程中若对浆体凝固后的强度要求较高,可优先考虑阳离子乳化沥青。若需要高流动性CEA浆液则优先考虑阴离子乳化沥青,并考虑浆体的凝固收缩。

高粘结冷态灌缝材料配合比对性能影响

研发了一种以乳化沥青和水泥为主要原料的高粘结冷态灌缝材料。研究了水灰比(W/C)、油石比(A/C)和砂灰比(S/C)对灌缝料性能的影响规律;确定出优化的高粘结冷态灌缝料配方。研究结果表明:W/C增大,灌缝料的流动性变好,可工作时间延长,但分离度变大,材料的均质性变差;A/C增大,流动性变差,可工作时间缩短,力学性能变差;S/C的选择应综合考虑可工作时间和力学性能。

RAP掺量和水灰比对再生水泥混凝土力学性能的影响研究

研究了沥青路面回收料(RAP)掺量和水灰比(Rw/c)对沥青路面回收料再生水泥混凝土抗压强度、劈裂强度和抗折强度等力学性能的影响,分析了RAP-RCC的破坏机理。结果表明:掺入RAP会降低再生水泥混凝土的抗压强度、劈裂强度和抗折强度等力学性能,且RAP掺量越大力学性能下降越显著;拉压比和折压比均随着RAP掺量的增大而小幅增大,RAP的掺入对混凝土的韧性有所提升。

水泥乳化沥青砂浆毛细吸水性研究

采用ISAT方法测定水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)的毛细吸水速率,研究固灰比(A/C)、孔隙率、试件干密度及拌合物含气量对CA砂浆毛细吸水性的影响。试验结果表明,CA砂浆的总孔隙率影响其强度,而CA砂浆的毛细孔特性才是其毛细吸水性的决定因素;增加固灰比、提高新拌砂浆的含气量、减小砂浆干密度及降低砂浆的毛细孔隙率均可降低CA砂浆的毛细吸水速率;阳离子乳化沥青砂浆的强度及毛细吸水速率均高于阴离子乳化沥青砂浆。

温度对水泥乳化沥青砂浆韧性的影响

采用三点弯曲法测试了不同温度下水泥乳化沥青砂浆的荷载一挠度曲线，通过对荷载一挠度曲线面积的积分得到了水泥乳化沥青砂浆的断裂能，进而获得了温度对水泥乳化沥青砂浆韧性的影响规律；采用扫描电子显微镜观察了水泥乳化沥青砂浆的微观形貌，探讨了温度对水泥乳化沥青砂浆韧性的影响机理．结果表明：在-40～80℃下，随着温度的升高，受弯水泥乳化沥青砂浆出现由脆性断裂至韧性断裂再到柔性断裂的逐次转变．当沥灰比（质量比）为0．30时，水泥乳化沥青砂浆韧性随温度的变化不大；当沥灰比为0．45～0．90时，水泥乳化沥青砂浆韧性随温度的增加先增加后降低，在-10℃左右时砂浆韧性最好．随着沥灰比的增加，水泥乳化沥青砂浆韧性对温度的敏感性逐渐增大．当沥灰比逐渐增加时，水泥乳化沥青砂浆中的沥青形成连续膜；随着沥灰比的继续增加，砂浆中沥青膜厚度增加，从而导致砂浆韧性对温度的敏感性逐渐增强．

沥青胶浆高温性能及评价方法

为了研究沥青胶浆的高温性能,采用了3种试验方法——锥入度试验、动态剪切流变试验和旋转粘度试验,分析了石灰石矿粉、水泥和消石灰3种填料以及4种粉胶质量比(0.6,0.8,1.0,1.2)对沥青胶浆高温性能的影响,并把不同试验方法得到的结果进行了比较。结果表明:水泥和消石灰可以增加沥青胶浆的稠硬性,提高沥青胶浆的抗剪强度、抗车辙因子和粘度,从而有利于改善沥青胶浆的高温性能;锥入度试验得到的抗剪强度指标可以很好地区分不同填料、不同粉胶质量比对沥青胶浆性能的影响,并与抗车辙因子和粘度指标之间有很好的相关性,是一种评价沥青胶浆高温性能的有效方法。

水泥乳化沥青混合料中合理CA比的试验研究

采用强度、收缩、疲劳等试验手段分析了水泥沥青复合胶浆中水泥用量与其对应的最佳沥青用量的质量比(CA比)对水泥乳化沥青混合料(CAM)路用性能的影响,通过扫描电镜观察不同CA比下水泥沥青复合胶浆的微观结构,以解释不同CA比对于水泥与沥青的交互作用机理以及混合料性能的影响.结果表明:随着CA比的增大,水泥沥青复合胶浆由柔性向刚性转变;CAM的强度、高温稳定性和水稳定性提高,干缩程度增加,柔韧性、低温性能和疲劳性能存在峰值.综合考虑水泥与沥青之间的交互作用机理以及CAM路用性能试验结果,推荐水泥沥青复合胶浆中合理CA比宜在1.2左右.

水泥对微表处混合料性能影响规律及作用机理

在可拌和时间试验基础上,设计了破乳率试验和温度变化试验,结果表明水泥自身吸水、水化反应"需水"以及水化反应物的生成,促进了改性乳化沥青的破乳,提高了混合料的早期强度.水泥水化产物能够切断混合料内部相连微孔,填充乳液中水分蒸发形成的空隙,并与沥青膜相互交织形成空间网络结构,全面提高了混合料的路用性能.水泥20min、水泥40min是原样水泥分别球磨20,40min后的产物,因具有更大的比表面积,其促破、增强以及对路用性能的改善效果比水泥原样更显著.

高弹模水泥沥青砂浆强度主要影响因素的研究

研究了加料顺序、沥青水泥质量比(ma/mc)和砂水泥质量比(ms/mc)对高弹模水泥沥青砂浆(CAM)强度的影响.结果表明:将水泥、膨胀剂、砂和外加剂等原材料制备成干混砂浆,采用先加水,再加干混砂浆,最后加乳化沥青的加料顺序,能获得较高强度,且易于工程施工.随着ma/mc增加,CAM抗压强度逐渐下降,ma/mc由0.35增加到0.40,抗压强度下降尤为明显.同时得出最佳ms/mc值.通过优化配比,在ma/mc为0.35,ms/mc为1.1时,水胶质量比(W/B)为0.55时,CAM的1,7和28d抗压强度分别达3.06,11.55和17.0MPa.

低强型水泥乳化沥青砂浆抗压强度的计算模型

依据高沥灰比水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的物理结构模型,基于颗粒增强聚合物基复合材料的相关理论,建立了CA砂浆抗压强度与组成参数的数学模型。结果表明:水泥-沥青胶凝材料(CA胶凝材料)中,水化产物对沥青的增强作用侧重于自身的整体含量,Piggott模型适合描述CA胶凝材料抗压强度与水化产物体积分数之间的关系。砂子对CA胶凝材料的增强作用侧重于自身的个体属性,Nielsen模型适合表征低强型CA砂浆抗压强度与砂子含量间的关系。经代入相关文献中的数据进行验证,所建模型具有良好的普适性。

水泥-乳化沥青混凝土的路用性能研究

目的为确保水泥-乳化沥青具有良好的使用性能,全面准确评价材料的路用性能.方法根据水泥-乳化沥青混凝土材料特性,通过室内试验,研究该材料相关试件制备、成型与方法,对其高温性能、低温性能、感温性能、防水性能及力学性能进行测试与分析.结果揭示了水泥用量、乳化沥青用量及油灰比对其材料特性的影响规律.研究表明,水泥-乳化沥青混凝土兼顾高、低温性能,具有良好的水稳定性和抗干缩性能;强度和回弹模量与油灰比成反比,感温性与油灰比成正比.水泥-乳化沥青混凝土具有很好的防水性与高低温性能.结论在实际应用中,可根据不同的工程需要,通过调整油灰配比来调整材料的刚-柔特性.

水泥乳化沥青复合胶浆微观结构特征

采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和电子能谱(EDXA)等微观试验手段,对由不同粉胶比(质量比)、不同类型水泥和不同岩性填料构成的水泥乳化沥青复合胶浆进行研究,给出复合胶浆微观结构特征。结果表明:水泥乳化沥青复合胶浆由沥青包裹的矿粉与未水化水泥组成的粒状颗粒和纤维状水泥水化产物水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、晶状氢氧化钙(CH)等构成;粒状颗粒、C-S-H凝胶和自由沥青相互交织,构成一种空间网络结构;当粉胶比为1.1时,胶浆表面C-S-H凝胶较多,胶浆结构致密,孔隙分布均匀;不同粉胶比复合胶浆中,各有机基团之间或与无机化合物间没有新键生成;石灰岩矿粉、较高强度水泥以及合理的粉胶比有利于复合胶浆微观结构的改善。

水泥-沥青混凝土高温稳定性室内试验研究

通过对不同配比、不同龄期水泥 -沥青混凝土马歇尔试验研究 ,揭示水泥 -沥青混凝土强度增长规律及马歇尔试验其他指标的变化规律 ,并探讨了水泥 -沥青混凝土强度形成机理。

水泥处治旧沥青路面结构铣刨料填筑路床的试验研究

在旧沥青路面材料的再生利用中,为提高再生材料的强度和稳定性,一般都需加入一定量的稳定剂,其中水泥类稳定剂因较沥青类价格低廉、稳定效果显著等优点而有着广泛的应用。为提高旧沥青路面材料的综合利用率,通过对旧路面结构铣刨料添加不同剂量的水泥并进行回弹模量及无侧限抗压强度试验,确定了水泥处治旧沥青路面结构铣刨料填筑路床的最佳掺灰比。最后,通过对实际工程中路床弯沉值的测定,评价了水泥处治旧沥青路面材料填筑路床的路用性能。

可再分散沥青粉末改性水泥砂浆性能试验研究

研究了可再分散沥青粉末掺量对水泥砂浆的强度、吸水率、收缩性能以及孔结构的影响。试验结果表明:当沥青粉末掺量不超过水泥砂浆胶凝材料总量的30%时,随着沥青粉末掺量的增加,砂浆的抗压强度、抗折强度、弹性模量均降低,砂浆的折压比增大,韧性提高,收缩率减小;沥青粉末的掺入改变了砂浆的孔结构,随着沥青粉末掺量的增加,砂浆的总孔隙率增加;由于沥青的憎水作用,掺沥青粉末砂浆的吸水率比不掺沥青粉末砂浆的吸水率低。

掺加水泥对泡沫沥青混合料水稳定的影响

在水泥的不同掺量和不同添加顺序的条件下分别拌和泡沫沥青混合料,并进行劈裂强度试验,分析水泥的添加对其水稳定性的影响。通过试验发现一定掺量的水泥与集料先混合,再和泡沫沥青拌和而成的泡沫沥青混合料水稳定性能够得到显著提高。

沥青路面复合式水泥冷再生基层混合料性能研究

采用无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩应变、温缩系数综合评价复合式再生基层水泥稳定碎石混合料的强度特性与变形性能,通过冻融循环试验、控制应力弯曲疲劳试验,研究不同面层与基层再生料掺配比例下水泥冷再生混合料的水稳定性与抗疲劳耐久性。结果表明,随着面层与基层再生料掺配比例的增大,复合式水泥冷再生混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度逐渐降低,温缩应变和干缩应变增大,同时冻融稳定性与疲劳耐久性随面层与基层再生料掺配比例的增大而显著降低,因此建议RAP掺配比例不超过50%为宜。

沥青道面高温抗车辙性能评价指标

为解决目前机场沥青道面高温性能评价指标缺陷性(与道路指标不同,无参考标准)问题,通过汉堡车辙试验、普通车辙试验及单轴贯入试验对3种级配混合料进行测试,对动稳定度、蠕变斜率和抗剪强度指标进行了综合分析.测试结果显示,动稳定度与蠕变斜率评价指标相一致,与抗剪强度指标相反,且蠕变斜率指标对抗车辙性能区辨性最佳.同时,利用贝雷法设计参数及沥青胶结料参数对其验证发现,贝雷法能够进一步解释混合料级配高温性能优劣,粉胶比与动稳定度、抗剪强度和蠕变斜率有较好的相关性,而沥青膜厚度与其相关性较差.故建议采用动稳定度与汉堡车辙蠕变斜率、车辙深度相结合的方法来评价抗车辙性能优劣,为优化机场沥青道面配合比设计提供参考.