水泥乳化沥青复合材料粘弹性能及微观作用机理研究进展

水泥乳化沥青复合材料兼具水泥和乳化沥青胶结料的优良性能,作为一种复合胶结材料可使水泥乳化沥青混凝土成为道路铺面材料选择之一.从水泥乳化沥青复合材料的粘弹性能和微观作用机理两方面概括了水泥乳化沥青复合材料的研究进展,综述了采用不同仪器方法和不同水泥乳化沥青沥青质量比(C/A)的水泥乳化沥青复合材料的粘弹性能研究情况以及水泥乳化沥青复合材料粘弹性能的模拟表征方法,并概述了水泥乳化沥青复合材料的微观结构和两者相互作用的研究进展.最后,总结了当前水泥乳化沥青复合材料及其混凝土研究中存在的不足,并提出了相应的改善措施和未来研究方向.

水泥乳化沥青复合材料特征及其混合料性能研究

为了系统研究水泥乳化沥青比例(C/A)对复合材料特征和水泥乳化沥青混凝土性能的影响,采用动态剪切流变仪、扫描电镜和力学试验等研究手段对不同C/A时水泥乳化沥青复合材料黏弹性能、微观结构以及其混合料的力学性能进行对比研究。结果表明:水泥乳化沥青复合材料的黏弹性能和微观结构随C/A的变化趋势具有一致性,且在C/A为0.8时,复数模量达到乳化沥青的2.5倍,但相位角接近;同时,水泥与乳化沥青在复合材料体系中形成了一种相互贯穿、多点接触的均质空间网络结构。水泥乳化沥青混合料的抗压强度和抗变形能力较乳化沥青混合料而言有明显提升,且水泥乳化沥青混合料的马歇尔稳定度和抗压强度随C/A的增加而增大、随油石比的增加而降低;在3种油石比和C/A中,以油石比为5%、C/A为1.0的水泥乳化沥青混合料的间接拉伸强度最高。

高原复杂气候环境对混凝土气孔结构与力学性能的影响

为探究高原复杂气候环境对混凝土气孔结构与力学性能的影响,分别以高原地区和平原地区成型养护的引气混凝土为研究对象,对混凝土试块进行切割以及表面处理,利用硬化混凝土气孔分析仪,对不同成型养护环境下混凝土的气孔特征参数进行分析,并对不同成型养护环境下混凝土的28 d抗压强度进行测试,研究不同环境对混凝土气孔结构以及28 d抗压强度的影响;通过对比分析得出高原地区低压、干燥、低温的气候环境下,混凝土含气量、气孔平均孔径、孔径分布、气孔间距系数以及28 d抗压强度的变化规律,建立混凝土内部气孔结构与混凝土抗压强度之间的关联,揭示高原复杂环境下混凝土气孔结构劣化以及力学性能下降的原因。研究结果表明:与常压标准养护的混凝土相比,低压标准养护的硬化混凝土含气量降低了5%~22%,平均孔径减小了2%~5%,气孔间距系数增加了4%~11%,强度增加了5%~10%;与低气压标准养护的混凝土相比,高原养护环境下硬化混凝土含气量增加了20%~30%,平均孔径增大了8%~12%,气孔间距系数降低了15%~20%,强度下降了15%~36%。高原地区干燥、低温环境会影响水泥水化反应,导致混凝土结构疏松,气孔结构劣化,同时低温环境下混凝土内部产生冻胀应力,对其结构造成破坏,并导致后期强度下降。掺入引气剂会使混凝土内气孔变多,混凝土强度降低,但高原环境下引入气泡可有效缓冲冻胀应力,减少混凝土内部结构的破坏以及强度的损失。

纤维水泥乳化沥青混凝土的增强效应及微观机理

对聚酯纤维和水镁石纤维在不同掺量时纤维水泥乳化沥青混凝土(FRCEAM)的马歇尔稳定度、间接拉伸强度和抗压强度等性能进行系统研究,并对纤维水泥乳化沥青混凝土的微观结构特征以及纤维-水泥-乳化沥青三相相互作用机理进行分析。结果表明:两种纤维水泥乳化沥青混凝土的马歇尔稳定度增幅明显;在聚酯纤维掺量为0.3%、水镁石纤维掺量为0.2%时FRCEAM的间接拉伸强度分别取得最大值,抗压强度虽最小但对应的峰值应变最大;且此时纤维间的相互搭接现象增多,两端插入水泥水化产物及沥青中的纤维发生了缠绕,体现了纤维的搭接成网作用;按时间发展规律分析了纤维-水泥-乳化沥青三相相互作用机理。