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。

基于温控型氧化镁膨胀剂的混凝土抗裂性能研究

研究了温控型氧化镁膨胀剂(TME)对混凝土和易性、凝结时间、抗压强度、胶砂限制膨胀率、水化热降低率和工程结构抗裂性的影响。结果表明,外掺TME提高了混凝土的粘聚性,延长了凝结时间,对抗压强度的影响集中在7 d内,对28 d强度无影响;TME对40℃水养胶砂限制膨胀率的影响集中在28 d内,随TME掺量增加而增大;TME能明显降低水泥水化放热率和水泥胶砂温升;掺6%TME显著降低了混凝土裂缝数量,与空白段相比,结构温升降低了5.0℃,14 d膨胀历程终值133.9με,降低开裂温度14.4℃,提高抗裂安全系数62%,对于施工不连续引起的早期裂缝也有显著效果。

同岩性集料的沥青混合料路用性能研究

采用三种同岩性集料的沥青混合料进行水稳定性能、低温抗裂性能及高温稳定性能试验,结果表明,三种同岩性集料的沥青混合料的路用性能均满足规范要求,低温抗裂性能和水稳定性能劣于不同岩性集料的沥青混合料,高温稳定性能优于不同岩性集料的沥青混合料。掺加一定量的抗剥落剂,能改善同岩性集料的沥青混合料的低温抗裂性能和水稳定性能。

防水混凝土在隧道二次衬砌裂缝填补中的应用

将水泥、粉煤灰和外加防水剂等原料依照一定比例配制,制作出防水混凝土样品。测试了防水混凝土在隧道二次衬砌裂缝填补中的应用效果,研究了防水混凝土在隧道二次衬砌裂缝填补中的抗渗性、抗裂性等多种性能,同时观察干燥前后隧道二次衬砌裂缝填补中建筑材料的微观结构。研究结果表明:在隧道二次衬砌裂缝填补的应用中,粉煤灰有助于混凝土增加抗渗性,超量取代比例在15%至25%之间较适合;当高水胶比时,掺入适当型号的防水剂可提高抗渗性能;当低水胶比时,混凝土无需添加防水剂;在粉煤灰取代比例相同的条件下,超量取代的混凝土具有较好的抗氯离子扩散性;粉煤灰能够避免混凝土早期开裂,且添加不同粉煤灰比例的混凝土具有开裂时间较晚、裂缝宽度较窄的特性;添加粉煤灰的混凝土微观结构呈现紧密的细针棒状钙矾石晶体,经过干燥试验后,混凝土具有较强的抗拉强度。

抗裂硅质防水剂对水工混凝土性能的影响

为减少水工混凝土的开裂,研究了抗裂硅质防水剂对混凝土力学性能、热学性能、抗渗、抗裂和微观结构的影响。结果表明,5%掺量的抗裂硅质防水剂使混凝土28 d抗压强度提高了3.6%,90 d劈裂抗拉强度高了8.7%,14 d温升值降低了12.3%,抗渗等级从W6提升到W12,抗裂等级从Ⅳ级提升到Ⅰ级,裂缝数量和宽度显著降低。抗裂硅质防水剂有利于提高混凝土的力学、热学、抗渗和抗裂性能。

抗裂材料在桥梁主塔大体积混凝土施工中的应用研究

为研究大体积混凝土的开裂原因、开裂类型,以及常见的裂缝控制措施,文中依据某斜拉桥主塔,通过建模计算分析大体积混凝土的温度应力状态,在现场施工过程中利用镁质抗裂剂、玄武岩纤维等抗裂材料选取试验段进行研究,解决现场主塔塔柱开裂问题。结果表明,利用氧化镁作为抗裂剂,可以有效补偿大体积混凝土的温度收缩裂纹,有效解决主塔塔柱开裂问题,从而提升工程质量。

新型抑温型抗裂防水剂的制备与性能研究

研发了一种新型抑温型混凝土抗裂防水剂HAW,并与高性能纤维抗裂抗渗复合材料(HCM)、混凝土抗裂硅质防水剂(JXⅢ)、混凝土无机纳米抗裂减渗剂(WDF)等市场上常见的几种刚性结构自防水材料进行了水泥净浆水化温升、工作性能、抗压强度、抗渗性能、抗氯离子渗透性能、吸水率和平板开裂等对比试验。结果表明:掺入HAW防水剂后,与空白组相比,水泥水化温峰降低了40.1%,温峰时间延后5.4 h,渗透高度降低79.0%,电通量降低59.9%,吸水率降低45.2%,具有良好的抗渗、防水和抗裂性能。除导致混凝土1 d抗压强度降低外,其他几项性能均有显著提高。

水工混凝土抑温抗裂性能试验研究

为解决水工混凝土温度裂缝的问题,采用新型抑温抗裂防水材料(JX-ⅢWD)开展混凝土力学性能、抑温性能、抗裂以及抗渗试验研究。试验结果表明:当JX-ⅢWD掺量大于2.5%时,混凝土强度降低,且抑温效果不明显;现场温度对比测试结果表明掺入2.5%的JX-ⅢWD后温度降低幅度达到35.53%,浇筑表观质量良好,为大体积混凝土水工工程的应用探索提供支撑。

掺抗裂硅质防水剂的大体积混凝土耐久性试验研究

采用掺抗裂硅质防水剂(SC)的方法对大体积混凝土配合比进行调整优化,并通过混凝土绝热温升、力学性能、干燥收缩、限制膨胀率、早期抗裂、电通量、孔结构分析等试验测试,分析了掺SC对混凝土物理性能、体积稳定性和抗裂防渗性能的影响。结果表明:与CP0和CP2混凝土相比,掺10%SC混凝土早期抗压强度偏低,后期强度增长较快,28 d限制膨胀率为0.052%;混凝土14 d补偿收缩量169μm,占总收缩量的77%,膨胀能发挥高效、稳定;绝热温升峰值下降幅度达到10℃,且水化放热速率降低,放热过程延长;早期开裂面积和电通量数值最小,降低了混凝土开裂风险,提高了抗渗能力;无害孔、有害孔及多害孔数量明显减少,并改善了混凝土孔结构分布。

掺抗裂硅质防水剂对水泥水化的影响研究

通过CCD相机搭建试验的数据采集系统,以数字散斑相关方法对试验中采集的散斑图像数据进行分析,研究混凝土试件硬化过程中试件表面变形场演化特征及其对后期受载破坏规律的影响。试验结果表明:混凝土硬化变形时空演化表现为变形缓慢增加、变形快速增加、变形稳定3个阶段特征;混凝土硬化变形时空演化过程是一个从拉、压区域不断调整到最终稳定的动态过程,调整过程中在受拉区形成损伤集中区;混凝土硬化变形场空间演化特征表现为由不均匀分布演化为拉、压应变区域呈条状相间的分布状态。受载过程中裂纹在硬化变形受拉较大的区域开始发育,随着荷载的增加裂纹沿着硬化过程中形成的条状受拉区域扩展成宏观裂纹且试件表面裂纹具有等距分布特征。

抗裂防水剂与矿物掺合料复合对混凝土Cl-扩散系数的影响

目的研究不同养护条件下抗裂防水剂与矿物掺合料复合对抗裂防水性能的影响,保证混凝土的耐久性.方法在化学分析实验中,采用BaSO4重量法测试样品不同龄期的可溶出SO42-量;在混凝土C l-扩散系数实验中,采用NEL法测试混凝土试件不同龄期的C l-扩散系数.结果有的抗裂防水剂在28d时仍有0.75%的可溶出SO42-;掺入粉煤灰的混凝土干空下的C l-扩散系数随着龄期的增长逐渐提高;掺入矿粉的混凝土干空和标养下的C l-扩散系数都随龄期的增长逐渐降低;掺入混凝土的抗裂防水剂SO3量越高,其干空下的C l-扩散系数越高.结论抗裂防水剂按推荐用量使用时,其28 d的可溶出SO42-量建议不大于0.72%;加入粉煤灰和SO3量较高的抗裂防水剂的混凝土易发生干缩开裂,即使养护良好,如果粉煤灰掺量较高,混凝土也可能发生膨胀开裂,粉煤灰适合和SO3含量较低的抗裂防水剂复合使用;掺加矿粉的混凝土不易发生干缩开裂,如果养护良好,SO3量较高的抗裂防水剂和矿粉复合使用可使混凝土内部密实得较快,矿粉适合和SO3量较高的抗裂防水剂复合使用.

基于温度应力开裂架的剪力墙混凝土抗裂性能研究及工程应用

通过温度应力开裂架对首都新机场地下室两段不同配合比的剪力墙混凝土进行温度开裂研究和工程应用,试验结果证明,掺加水化热抑制型膨胀剂的补偿收缩混凝土的温度开裂风险要小的多,与工程开裂情况非常符合,给我们提供了两条解决温度开裂的思路,即降低混凝土温升和利用混凝土预压膨胀应力补偿,这对以后的长墙施工具有指导意义。

抗车辙剂和SBS对热拌沥青混合料高温与低温性能的影响

车辙和开裂是沥青路面的主要病害形式,采用外加剂改善沥青路面的高温与低温性能是防治车辙和开裂的主要措施.本文在不同温度、不同含量抗车辙剂和SBS改性剂试验条件下,采用连续密级配(AC-13、AC-16)和间断级配(SMA-13、SMA-16)两类级配进行高温车辙和低温小梁弯曲试验,对沥青混合料高温和低温性能的影响进行评价.试验结果表明:沥青混合料中添加0.4%抗车辙剂或5%SBS改性剂时,其高温和低温稳定性表现最佳.其中,0.4%抗车辙剂在改善沥青混合料高温变形能力方面优于5%SBS改性剂,而在改善低温抗裂性方面效果不及后者.间断级配沥青混合料的高温稳定性与低温抗裂性优于连续密级配沥青混合料.

氮气泡沫压锥起泡剂的筛选与性能评价

采用Waring Blender法对LD32-2油田氮气泡沫压锥体系的起泡剂的起泡性、稳泡性及其与地层水的配伍性进行了研究。静态试验结果表明,起泡剂浓度、地层水矿化度、原油含量及温度等因素对体系性能具有重要影响。起泡剂QP-1和QP-4具有良好的耐温抗盐性和耐油性能,其最佳使用含量为0.5%。

抗剥落剂和纤维对热(温)再生沥青混合料水稳定性及抗裂性能的影响

为了改善高RAP掺量热再生和温再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳耐久性,基于沥青表面能测试和黏附功计算,研究了老化沥青、温拌剂、纤维、抗剥落剂对沥青-集料黏结强度的影响,进而采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融循环试验和四分点加载疲劳试验研究了纤维和抗剥落剂对热再生混合料路用性能和抗疲劳耐久性的影响,并揭示了纤维和抗剥落剂对热再生混合料水稳定性和低温抗裂性能的影响机理。研究结果表明,导致热再生和温拌再生水稳定性较低的原因是沥青老化后表面能的降低,掺加温拌剂降低了沥青的表面能,降低了沥青-集料界面的黏结强度;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂可显著改善沥青表面能、增大沥青与集料之间的粘附功,提高沥青与集料之间的粘附性;将抗剥落剂与纤维复配可显著改善热(温)再生沥青混合料的低温性能,纤维与抗剥落剂不仅显著提高了热(温)再生混合料的劈裂强度和水稳定性,也延缓了冻融循环作用下热(温)再生混合料劈裂强度的衰变历程;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂均可显著改善热(温)再生混合料的弯曲劲度模量和抗疲劳寿命,,纤维与抗剥落剂复合改性热再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,建议优先采用玄武岩与抗剥落剂复配方案来改善高RAP掺量热(温)再生混合料的耐候性。

抗裂耐久性低排放复合改性橡胶沥青研究

沥青材料作为当前路面铺设使用的主要材料之一,在生产、运输、现场铺设过程中需要消耗大量能源并造成大量的污染。复合改性沥青因为可以结合两种改性剂的优势而受到广泛关注,最常见的便是胶粉与SBS复合改性沥青。结合耐久性路面对抗裂性能的要求,发挥胶粉与SBS复合改性的技术优势,改善复合改性橡胶沥青生产温度高、生产过程热致老化、烟气排放大的问题,综合调研抗裂耐久性复合改性橡胶沥青配方及低排放温拌剂的研究与应用现状,为下一步深化研究和工业推广提供支持。

抗裂硅质防水剂在轨道交通混凝土结构工程中的应用研究

研究了不同掺量抗裂硅质防水剂对混凝土工作性能、力学性能、抗渗性能以及体积稳定性能的影响。结果表明：掺入适量的抗裂硅质防水剂有利于改善混凝土性能;随抗裂硅质防水剂掺量的增加,混凝土的和易性、力学性能、体积稳定性呈先增强后降低;当掺量为胶凝材料的5%时,混凝土的和易性、力学性能和体积稳定性较佳;掺量为胶凝材料的5%~7%时,混凝土抗渗性能较佳。

水化热抑制剂和抗裂剂对混凝土基本性能的影响

研究了水化热抑制剂(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)、抗裂剂(0、3%、5%、8%、10%)及其复合(水化热抑制剂1%+抗裂剂5%)对混凝土新拌性能、力学性能、温升特性及体积稳定性的影响规律。结果表明:水化热抑制剂会明显降低混凝土的出机坍落度和扩展度,缩短混凝土的坍落度保持时间,抗裂剂掺量在5%以内对新拌混凝土性能无明显影响;水化热抑制剂会显著降低混凝土1 d强度,其它龄期强度均有不同程度降低,抗裂剂对混凝土力学性能影响不明显;水化热抑制剂单掺会大幅度降低混凝土温升,复掺的降温效果不理想,抗裂剂会提高混凝土的温峰,但可以减少混凝土的收缩,水化热抑制剂会在一定程度上增加混凝土的收缩。

大体积现浇抗裂混凝土施工裂缝防治研究

在大体积混凝土施工中由于大幅度温度升降引起的微应变,而导致微裂缝的产生与发展,为此,混凝土抗裂剂凭借出色的补偿收缩性能在大体积混凝土施工中得到了试验与运用。本文运用补偿收缩混凝土技术,研究添加不同浓度HME-V抗裂剂掺量(0%,4%,8%,12%,16%)的抗渗混凝土施工和易性、散热情况及力学性能,同时和掺入0.4%聚丙烯纤维的抗渗混凝土做对比研究,采用Abaqus有限元软件对隧道的顶板与侧墙施工过程中的温度场与塑性损伤进行数值模拟计算。试验结果表明,抗裂剂配制的抗渗混凝土和易性更佳,力学性能相较原始混凝土有良好的保证,并在塑性损伤及大体积散热方面有不错的表现。

基于温度-应力试验的掺膨胀剂混凝土抗裂性能研究

通过温度-应力试验研究了钙质和镁质膨胀剂(Type-CaO, Type-MgO)对混凝土早期抗开裂性能的影响。结果表明,掺10%Type-MgO和Type-CaO膨胀剂混凝土的绝热温升较基准混凝土分别提高了3.6%和14.0%,断裂温度相对基准混凝土分别降低了9.7℃和1.7℃;约束条件下,掺10%Type-MgO膨胀剂混凝土的极限拉伸值和断裂应力相对基准混凝土均提高约27%,而掺10%Type-CaO膨胀剂混凝土的极限拉伸值和断裂应力与基准混凝土无明显区别;数据表明,镁质膨胀剂相比钙质膨胀剂可以明显提高混凝土的早期抗开裂性能,钙质膨胀剂不宜用于大体积混凝土的裂缝控制。