SBR乳液对水泥砂浆长期收缩性能影响及机理分析

采用螺旋弓形测量仪分别测量了普通水泥砂浆和SBR（styrene-butadiene rubber）乳液改性水泥砂浆长期（1～90d）收缩变形，并通过孔径分布法、密度法和SEM图像法对28d砂浆的微观形貌及孔结构特征进行了分析，并对SBR乳液水泥净浆的水化热进行了测试。结果表明，乳液掺量超过水泥质量的3％后能有效改善砂浆长期收缩性能，特别是改善砂浆28d龄期前的收缩性能，且乳液掺量越大，砂浆收缩长期变形越小。SBR乳液对砂浆收缩性能改善机理主要有以下几点：1）SBR乳液的掺入减小了砂浆早期（72h前）水化热，起到减少收缩开裂的效果；2）在水泥水化过程中，乳液水分的丧失，形成了聚合物薄膜，起到了“微纤维”作用，限制了收缩；3）SBR乳液的掺入使砂浆的平均孔径、最可几孔径及中值孔径等特征孔径减小、有害孔及多害孔数量减少，而无害孔增多。表明乳液的掺入起到了改善砂浆微观结构的作用效果；4）使砂浆的总孔隙率略有下降，闭口孔隙率在总孔隙中所占比重大幅度增加，起到了保持砂浆内部水分的作用。

SBR乳液改性砂浆与水泥基体界面粘结性能

通过轴向拉拔及界面剪切试验测试了SBR（styrene—butadiene rubber，简称SBR）乳液改性水泥砂浆与旧水泥基体之间的粘结强度，SBR的掺量为水泥质量的O～12％．对新拌砂浆含气量、0～90d砂浆的收缩变形及28d龄期砂浆的孔隙率和孔径分布等进行了试验研究与分析．研究认为，SBR乳液的掺人改善了新拌砂浆与旧水泥基体之间界面粘结性能，其作用机理主要有以下几点：1．使新拌砂浆含气量减小、28d龄期砂浆闭口孔隙率增加，有助于保持砂浆中的水分，减小砂浆因水分丧失而产生的干燥收缩；2．减小砂浆28d龄期前的收缩变形，从而减少了粘结界面因收缩产生的微裂纹；3．使28d龄期砂浆的平均孔径变小、有害及多害孔隙数量减少，而无害孔隙增多，使接触界面新拌砂浆有害孔隙减少或孔隙细化或孔隙被封堵，从而增加了界面有效粘结面积．

沥青路面动水压力光纤传感测量研究

基于光纤Bragg光栅（FBG）传感原理，设计了一种动水压力光纤传感器，介绍了其压力传感原理，并推导了该传感器波长漂移与压力之间的关系。通过室内试验，对动水压力光纤传感器进行了标定，传感器的压力灵敏度为6．0255nm／MPa。现场测量试验表明：在车辆以20-80km／h的速度行驶时，动水压力作用时间在0．04—0．016S。随着车速增加，动水压力存在时间越短。动水压力数值随着车速的增大而增加，车速为20km／h时，动水压力为0．085MPa；80km／h时，动水压力达到0．234MPa。

压电传感器测量路面动水压力研究

雨天动水压力的存在,不仅造成沥青路面易于出现水损害,加快路面使用性能衰减,而且影响到汽车行驶安全,准确测量动水压力数值的大小是研究其危害的有效途径。介绍压电传感器的基本原理。基于压电传感系统能够保证对结构动态压电数据的连续采集,通过自制的压电传感器和设计的标定与实验方案来分析实时采集的动态压电数据。研究结果表明:动水压力数值随着车速的增大而增加,车速为96 km/h时,动水压力达到0.35 MPa,压电传感器在测量动水压力中的应用将有助于解决或减轻沥青路面的水损害。

纤维和聚合物对水泥砂浆早期开裂的防治及作用研究

研究了砂浆早期（0-6h）的收缩变形特性，测试了其收缩变形量及变形稳定后裂缝的长度与宽度？采用名义开裂面积、首次开裂时间、收缩应变等评价纤维（碳纤维及聚丙烯纤维）、聚合物（丁苯乳液）对砂浆早期塑性收缩开裂的作用效果，并对纤维和聚合物对砂浆抗裂作用机理进行了分析。研究认为：纤维对砂浆的增强效应和空间效应与聚合物的成膜、微纤维以及减缓水泥水化放热速率作用相结合，使得砂浆早期的抗裂性能随着聚合物和纤维的掺人得到了改善，作用效果主要与纤维的掺量、纤维的弹性模量等有关。相同体积掺量下，碳纤维对砂浆早期的抗裂作用效果优于聚丙烯纤维。

纤维聚合物水泥砂浆与基体界面粘结性能研究

通过实验研究钢纤维、聚丙烯纤维、碳纤维等三种不同种类纤维和SBR乳液在单掺、复掺时对新拌砂浆与水泥混凝土基体之间界面粘结强度的影响,寻求适合于混凝土结构修补的新材料。在预先处理的基体表面浇筑不同类型的新拌水泥砂浆,在温度为(20±2)℃,湿度为(60±5)RH%的养护室中养护28d后,测试粘结面的粘结强度,通过粘结强度来反映不同种类纤维和乳液单掺、复掺对新旧水泥基体料粘结效果的影响。同时分析了纤维和乳液对新旧水泥基界面粘结性能作用的机理。研究结果表明,掺量为0.1%的碳纤维砂浆以及掺量不小于0.3%的钢纤维砂浆在复掺SBR(styrene-butadiene rubber)乳液的情况下对界面粘结性能作用效果比纤维、乳液单掺情况下均要好,而聚丙烯纤维与乳液复掺效果不明显。不同种类的纤维砂浆在复掺SBR乳液的情况下,均能有效改善新拌纤维砂浆与基体之间界面结性能,且随着乳液掺量的增加作用效果越好。钢纤维聚合物砂浆和碳纤维聚合物砂浆适用于混凝土结构修补。

轿车轮胎动力滑水分析

基于弹性流体动力润滑理论,将轮胎、路表水膜和路面作为一个弹性流体动力润滑系统,研究了轮胎的动力滑水问题。在轮胎上建立坐标系,则轮胎是静止的而水膜是运动的,推导了控制动力滑水的Reynolds方程、水膜厚度方程和变形方程,采用复合直接迭代求解方法,并编制了计算程序,分析了轿车轮胎在沥青路面上行驶的动力滑水。分析结果表明:随着行驶速度的增大,能够引起动力滑水的路表水膜厚度不断减小,当行驶速度为120km.h-1时,路表水膜厚度为2mm就会发生动力滑水。

SBR乳液改性水泥砂浆断裂性能

通过对带有切口的砂浆试样进行三点弯曲试验测试,得到了掺量为0—18%的SBR(styrene-butadiene rubber,简称SBR)乳液改性水泥砂浆荷载-变形曲线及相应裂缝嘴张开位移(CMOD),并通过理论计算得到了不同掺量下改性水泥砂浆的有效裂纹长度(aeff)、临界应力强度因子(KsIC)及裂纹尖端张开位移(CTOD)等断裂特征参数。结果表明:SBR乳液改性水泥砂浆的临界荷载、相应变形及裂缝嘴张开位移随着乳液掺量的增加而增大,临界荷载随乳液掺量的增加仅增加13.4%,而变形及裂缝嘴张开位移则分别增加了68.4%和64.5%;裂缝嘴张开位移、有效裂纹扩展长度、临界应力强度因子及裂纹尖端张开位移等则随着乳液掺量的增加呈指数增加;采用裂纹尖端张开位移较裂缝嘴张开位移更能体现出SBR乳液对砂浆作用效果的差异性。