硅灰改性橡胶混凝土路用性能研究

为减少环境污染及改善水泥混凝土路面的韧性,研究了硅灰改性橡胶混凝土的路用性能。通过密度、抗折强度、抗压强度及劈裂强度试验,研究了掺硅灰的橡胶混凝土基本力学性能及物性的变化规律,试验分析了混凝土的冲击韧性;采用噪声仪及超声波仪研究了橡胶混凝土的减振降噪效果。试验研究表明,硅灰的掺加,提高了普通混凝土的抗折强度、抗压强度及劈裂强度;随着橡胶颗粒体积掺量的增加,橡胶混凝土的密度、抗折强度、抗压强度、劈裂强度与压折比逐渐降低;橡胶颗粒的掺加提高了混凝土的冲击韧性,噪声水平有所下降;随着橡胶掺量的增加,混凝土的阻尼降噪效果越明显;当橡胶颗粒体积掺量不超过30%粗集料时,可获得路用性能较优的橡胶混凝土路面材料。     

纤维增强碱激发材料的物理力学和耐久性能研究

选择聚丙烯纤维（PP）和玄武岩纤维（BF）,采用6种不同体积掺量,制备13组纤维增强碱激发材料（AAC）,研究纤维种类和掺量对AAC的工作性能、抗压和抗折强度、抗裂和抗渗性能的影响,并引入纤维增强指数I对各项性能进行探讨。结果表明：相同掺量下PP在改善流动性能方面高于BF,但对抗压强度影响较低,而BF对抗折强度提升率比PP高17.3%;PP在0.5%掺量下可将抗渗等级提高2级,而BF几乎无改善效果。I可同时反映纤维掺量和物理特性,PP的I介于100和350时,其抗折性能、抗压性能均能得到进一步提升,但超过350后对各项性能均产生甚至加剧负面影响;掺加BF的AAC具有更低的阈值。     

混杂复合纤维高性能混凝土断裂性能研究

为了研究混杂复合纤维对高性能混凝土断裂性能的影响，采用切口梁，对11种配合比的单掺及混掺纤维高性能混凝土进行断裂试验。基于断裂试验结果，采用理论分析方法，以比例极限强度、峰值强度、断裂能为评判指标，对其断裂性能、混杂效应进行了研究。结果表明:CTF纤维和PF单掺纤维混凝土断裂试验呈现出脆性破坏；试验中CTF，PF纤维断裂试验的最佳掺量分别为1.2，1.0 kg/m3；基于双掺纤维（CTF+PF）混凝土试验结果，分析得到了试验中双掺的最佳配比，同时通过计算得到对应于f_l，f_u和G_F的混杂效应系数分别为1.146，1.117，1.247，呈混杂正效应。     

玄武岩纤维增强混凝土力学性能试验研究

玄武岩纤维是玄武岩经高温拔丝生产的新型建筑材料，将玄武岩纤维应用到公路工程中可提升结构强度。通过将3种不同长度的玄武岩纤维（12，18，24 mm）以不同掺量（0.1%，0.2%，0.3%）加入到混凝土中进行力学性能研究，结合抗压强度、劈裂强度、弯曲抗拉强度、轴心抗压强度对混凝土性能进行分析，结果表明:纤维长度为18 mm，纤维掺量为0.1%时可保持混凝土强度处于较高水平。     

掺聚合物的橡胶混凝土路用性能研究

为研究聚合物对橡胶混凝土性能的改善作用,比较了不同橡胶掺量的聚合物改性混凝土路用性能。通过密度、抗折强度、抗压强度及劈裂强度试验,分析了掺聚合物的橡胶混凝土基本力学性能及物性的变化规律,并通过冲击试验分析了混凝土的抗冲击韧性;参照混凝土抗折强度试验方法,研究了掺聚合物的橡胶混凝土的粘结性能;采用噪声仪及超声波仪分析了橡胶混凝土的减振降噪效果。结果表明:替代粗集料的橡胶体积分数不超过30%时,可获得路用性能及减振降噪效果较优的橡胶混凝土路面材料。     

聚合物纤维和玻璃对沥青混合料力学性能的影响

废旧玻璃代替部分集料在减少道路建设对自然资源消耗的同时,还影响沥青混合料的力学性能。为提高掺有玻璃集料的沥青混合料的力学性能,在沥青混合料中添加聚丙烯纤维,通过标准马歇尔试验、间接拉伸刚度模量试验和动态蠕变试验研究了聚丙烯纤维和玻璃对沥青混合料力学性能的影响。结果表明:在一定掺量范围内聚丙烯纤维或玻璃单独掺加均可提升沥青混合料稳定度,二者对沥青混合料的稳定度最大提升效果分别为11.29%和12.10%。沥青混合料间接拉伸刚度模量与玻璃掺量正相关,但随聚丙烯纤维掺量的增加而先增加后降低,0.2%为聚丙烯纤维最佳掺量;在聚丙烯纤维掺量为0.2%时,玻璃最佳掺量为6%。     

聚合物改性纤维对增强轻集料混凝土强度研究

研究了聚合物乳液的掺入对单掺以及复掺纤维增强轻集料混凝土的抗压强度、抗折强度、弹性模量、压折比与冲击韧性的影响规律。结果表明:掺入聚合物乳液虽在一定程度上降低了轻集料混凝土抗压强度及弹性模量,但可以显著提高其抗折强度,压折比明显变小;聚合物乳液的掺入可以有效提高纤维增强轻集料混凝土的韧性、降低其脆性,冲击韧性增强近3倍。采用10%的聚合物乳液改性钢纤维和有机纤维复掺增强轻集料混凝土性能效果最佳。     

大掺量石粉活性粉末混凝土配合比优化研究

为实现石粉的资源化利用和改善生态环境,以大掺量石粉制备的活性粉末混凝土(RPC)配合比为基体,结合宏观力学性能和微观结构分析了RPC强度形成机理、受压破坏机理及影响强度的因素。通过紧密堆积密实模型优化集料掺比,研究了集料掺比、水胶比、阻泥剂、氟硅酸钠等对RPC性能的影响,得到大掺量石粉RPC优化方案。结果表明：优化集料配比(Y1)及在优化集料配比基础上调整水胶比(Y2)方案均有利于基体RPC强度的发展,力学性能出现明显改善,其中优化方案Y2对RPC强度影响最为显著。结合力学性能和经济性分析,优化方案Y2效果最佳,此时20～40目与80～120目石英砂掺比为0.7,用水量为207 kg/m³,水胶比为0.18。     

粉煤灰和硅灰对再生水泥混凝土力学和耐久性的影响

为研究粉煤灰和硅灰对再生水泥混凝土力学性能和耐久性的影响,首先从C20和C50的母体混凝土中提取再生混凝土骨料(RCA),并采用100%两种掺量的RCA替代天然粗集料制备再生混凝土,通过分别向再生混凝土中填加粉煤灰和硅灰,研究其对再生混凝土性能的影响,其中主要包括再生混凝土的抗压、抗折强度、弹性模量以及耐久性等。结果表明:RCA母体混凝土强度显著影响着再生混凝土宏观性能,其母体混凝土强度越低,其制备的再生混凝土力学性能和耐久性越好;单掺粉煤灰和复粉煤灰和硅灰都降低了再生混凝土的宏观力学性能;同样地,单掺粉煤灰对再生混凝土的耐久性也造成不利影响,而复掺粉煤灰和硅灰可显著改善再生混凝土的耐久性。     

钢渣水泥混凝土力学性能及耐久性研究

本文通过钢渣替换粗集料进行水泥混凝土配合比设计研究,评价钢渣混凝土的相关性能。用钢渣等质量替换混凝土中的粗集料,进行钢渣水泥混凝土配合比设计,确定钢渣的合理掺量,对比分析钢渣混凝土和普通混凝土在工作性、力学性能以及耐久性等方面的差异,评价钢渣对水泥混凝土相关性能的改善效果。试验结果表明,钢渣的掺入,会降低混凝土的工作性能,随着钢渣掺量的增加,坍落度逐渐降低;随着钢渣掺量的增加,混凝土力学性能及耐久性逐渐增强,综合考虑钢渣等质量替换粗集料的合理比例为50%,但需要选用适宜的减水剂用量来改善钢渣混凝土的工作性能。     

改性橡胶碾压混凝土路用性能及作用机理

为增强碾压混凝土的韧性和耐久性,改善其路用性能,将粒径为1～2 mm的橡胶颗粒用5%NaOH溶液进行改性处理,并设置不做处理的对照组,然后分别以5%、10%、15%、20%等体积取代砂加入碾压混凝土。通过改进VC值、抗压强度、抗折强度、干燥收缩、抗冻等试验,分析橡胶碾压混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能,采用工业CT和扫描电镜,对比分析改性前后混合料的孔隙结构和微观形貌,揭示橡胶颗粒对碾压混凝土混合料力学性能的微观作用机理。结果表明：相比于纯碾压混凝土,橡胶颗粒的掺入降低了碾压混凝土早期强度增长速率,改善了碾压混凝土的塑性;在相同橡胶掺量下,改性橡胶碾压混凝土力学性能优于未改性橡胶碾压混凝土,且改性橡胶颗粒掺量不宜大于15%,此时对道路路面结构的承载能力影响较小;当改性橡胶掺量≥15%时,对碾压混凝土的干缩性能有改善效果;改性橡胶颗粒掺量为5%～20%时,掺量越大,对碾压混凝土的抗冻性能改善程度越显著;橡胶颗粒的加入减少了碾压混凝土中的孔隙体积,优化了孔隙结构,改性后的橡胶颗粒表面更加粗糙,减小了橡胶颗粒与水泥砂浆结合面间的裂缝宽度,提高了改性橡胶碾压混凝土混合料中橡胶颗粒与骨料之间...     

橡胶集料混凝土路面耐磨性能应用研究

结合道路混凝土应具备的主要性能,对橡胶集料混凝土的耐磨性能进行了试验研究。在此基础上,得出橡胶集料的不同掺量对橡胶集料混凝土路面强度和耐磨性能的影响关系,探索橡胶集料混凝土路面结构形式及施工工艺,为橡胶集料混凝土路面的推广应用提供理论支持。     

纤维混凝土断裂性能试验研究与数值模拟

为研究纤维对水泥混凝土断裂性能的影响,选用几种不同类型、不同规格的纤维,在各种纤维的常规掺量下,对带切口的单掺或混掺纤维混凝土试件进行了三点弯曲试验,并与素混凝土试件进行了对比。试验得到素混凝土、单掺PVA纤维混凝土、单掺普通钢纤维混凝土、单掺超细钢纤维混凝土及三元混杂纤维混凝土共5组试件的荷载-张口位移曲线,理论计算得到各组试件的断裂能、断裂韧度及临界张口位移等断裂特征参数。利用Abaqus软件基于扩展有限单元法模拟了各组试件三点弯曲加载时的开裂行为,追踪了裂纹的扩展情况。试验及数值模拟结果表明:在常规纤维掺量下,不同类型的纤维混凝土表现出的断裂韧性差异显著;相对于素混凝土和PVA纤维混凝土,钢纤维和三元混杂纤维混凝土的荷载-变形曲线更加饱满,部分试件的曲线在达到峰值荷载进入下降段后甚至会再次上升并出现二次峰值现象,表现出良好的断裂韧性;扩展有限元法也能较好地模拟纤维混凝土的开裂行为,且由数值模拟得到的各组混凝土试件的加载曲线、破坏形态及断裂参数与试验情况都能吻合较好;扩展有限元法可以时刻追踪裂纹扩展情况,从而确定裂纹长度随加载时间和加载点位移的变化关系,合理地预测裂纹潜在的扩展途径。     

高性能纤维素纤维及其混杂纤维混凝土的弯曲疲劳特性

系统研究了高性能纤维素纤维、钢纤维、纤维素纤维及钢纤维混杂纤维混凝土的弯曲疲劳特性,探讨了龄期对纤维素纤维增强粉煤灰混凝土疲劳性能的影响。试验表明:纤维素纤维混凝土疲劳强度比素混凝土提高6.8%;纤维素纤维与钢纤维联合使用后,构件的弯曲疲劳性有了较为显著的改善,钢纤维掺量64 kg/m3与纤维素纤维掺量1.3 kg/m3混掺时,混杂纤维混凝土比单掺钢纤维64 kg/m3的混凝土疲劳强度提高15.4%。即混杂纤维将会充分发挥各种纤维的优势,对改善疲劳性能的作用比单掺钢纤维和纤维素纤维都显著。纤维素纤维增强粉煤灰混凝土70 d时疲劳强度比34 d提高11%。     

不同因素对高黏复合改性橡胶沥青技术性能的影响

研究了石油树脂、脱硫剂、不同脱硫胶粉等添加剂和胶粉、SBS改性剂对高黏复合改性橡胶沥青性能的影响,最后拟定高黏复合改性橡胶沥青的不同掺配方案,分析了不同方案下高黏复合改性橡胶沥青的综合性能。结果表明,制备脱硫胶粉时石油树脂最佳掺量为10%,脱硫剂掺量宜为0.3%;2%SBS+15%胶粉的复配方案可用于AC类连续级配,3%SBS+15%胶粉的复配方案可用于SMA类间断级配,4%SBS+20%胶粉的复配方案可用于OGFC类开级配。     

胶乳改性橡胶混凝土路用性能研究

基于提高橡胶混凝土的路用性能,研究了橡胶等体积代替细集料,5%丁苯胶乳为改性剂对橡胶混凝土路用性能的改性效果,以基本力学试验为基础,计算出不同橡胶掺量的橡胶混凝土的拉压比及折压比,并测试了超声波在混凝土中的传播速度,并计算出动态模量,建立了超声波传播速度的预测模型。试验表明:胶乳能填充混凝土内部空隙,提高橡胶混凝土的基本力学性能,并提高混凝土拉压比和折压比,从而增强混凝土的韧性,降低超声波在混凝土中的传播速度和动态模量,起到了路用降噪的效果。橡胶粒径对于橡胶混凝土的路用性能及胶乳改性效果有重要影响,掺细橡胶粉的混凝土其力学强度较低,但韧性较好,且动态模量值较低。     

高掺量废旧橡胶环氧树脂混凝土性能的试验研究

为了考察废旧橡胶环氧树脂混凝土(Waste Rubber Epoxy Resin Concrete,简称WRERC)的性能,探讨其作为路面修复材料的可行性,采用废旧橡胶等体积替代砂石集料制备了高掺量(0-50%)WRERC,研究了废旧橡胶掺量对WRERC孔隙率、力学性能和冻融耐久性的影响。试验结果表明:随着橡胶掺量增大,WRERC孔隙率在掺量低于30%时逐渐增大而后趋于稳定,抗压强度呈近似线性降低,抗压极限应变在掺量低于40%时基本保持不变而后显著增大,抗压应力-应变曲线逐渐趋于平缓,柔性因子增大。冻融试验结果表明,经300次冻融循环,WRERC外观保持完好,未出现裂缝或胶凝材料剥落现象,基本没有质量损失;橡胶掺量增大和冻融次数增加对WRERC抗压应力-应变曲线作用效果相似,均使曲线趋于平缓,峰值应力降低,峰值应变增大,弹性区和塑性区延长;随着冻融循环次数增加,WRERC抗压强度损失率和柔性因子均增大,且橡胶掺量越高,作用效果越明显;橡胶掺量和冻融次数双重作用致使WRERC力学性能劣化,且橡胶掺量影响更大。建议高掺量WRERC可用于非机动车道、停车场、步行街、跑道等场所的铺装修复以及通过降低孔隙率来提升其耐冻融性能。     

纤维对C50防水混凝土抗裂及防渗性能的影响研究

通过试验研究了单掺聚丙烯纤维、钢纤维和复合钢纤维与聚丙烯纤维对C50防水混凝土力学、防渗及抗裂性能的影响。结果表明:纤维的掺入对混凝土的抗压强度影响不大,可明显提高其劈拉强度和抗裂性能,但会降低其抗水渗透和抗氯离子渗透性能,适量的聚丙烯纤维与钢纤维复掺可改善其防渗性能;复合钢纤维-聚丙烯纤维混凝土的性能优于单掺两种纤维的混凝土;1.05%体积掺量的钢纤维和0.15%体积掺量的聚丙烯纤维复合时,混凝土性能最佳。     

废旧橡胶颗粒改性沥青混合料的实验研究与应用

为减轻废旧轮胎带来的污染问题和改善沥青混合料的路用性能，在室内进行了废旧橡胶颗粒改性沥青混合料的试验研究。参照SMA混合料的级配，在集料中掺加1％～3％（占集料干重）的废旧橡胶颗粒，所得沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性能均得到改善，水稳定性略有下降。试验路的监测结果表明，废旧橡胶颗粒改性沥青混合料的路用性能优于普通AC路面。     

废旧橡胶颗粒界面处理及对水泥混凝土路用性能的影响

橡胶颗粒的加入改善了水泥混凝土变形能力差、韧性小等传统缺陷.使其在道路工程中有了更广泛的应用I采用水洗、偶联剂和不同浓度的Na0H溶液对橡胶的表面进行处理,针对平均粒径4 mm和0.3 mm的两种橡胶提出了最佳处理方法;同时研究了不同掺量的橡胶颗粒作为细集料取代部分河砂对水泥混凝土抗压、抗折强度的力学性能的影响和对其破坏时应变大小的影响;试验表明,随着橡胶掺量的增加,混凝土的抗压、抗折强度都呈现下降趋势,其中橡胶颗粒等体积替代70%河砂时.7 d抗压强度和抗折强度都下降约50%.但是混凝土破坏时最大应变提高65%,表现了其优秀的变形能力和韧性.