混凝土裂缝修补材料环氧树脂的聚氨酯增韧改性研究

环氧树脂胶粘材料因其脆性大、耐冲击性差而限制了其作为混凝土裂缝修补材料的应用。聚氨酯是一类具有独特的三维网络状结构的高聚物。采用共混法,通过侧链羟基反应,把聚氨脂的三维网络结构连接到环氧树脂的侧链上去,以获得具有高韧性的改性环境树脂。首先以2,4-甲苯二异氰酸酯和聚醚二元醇为原料合成了端异氰酸酯基聚氨酯预聚物,然后在氮气保护条件下,通过预聚物的-NCO基与环氧树脂E-51的-OH进行反应,获得了以聚氨酯为侧链的改性环氧树脂。并以丁二醇二缩水甘油醚(BDGE)为稀释剂,聚硫醇作为固化剂,制备得到室温快速固化且时间可控的改性环氧树脂灌浆材料。同时对固化胶粘材料的固化时间和力学性能及热稳定性能进行了测试。结果表明,当PU预聚物含量为15%,固化促进剂DMP-30的用量为3%,改性环氧树脂与固化剂聚硫醇的配比为1∶1时,增韧改性效果最佳,抗拉强度达到了49.9 MPa,断裂伸长率达到了140%,且固化胶粘物其他力学性能提升也非常明显,固化时间根据固化促进剂DMP-30的用量可以控制在30 min～2 h之间,可以满足不同施工要求。随着PU预聚物用量的增加,固化产物的热稳定性先增加后降低,当PU预聚物用量为15%时,改性环氧树脂热稳定性最高。     

冷再生快速修补沥青混合料路用性能研究

为获得早强快修的冷再生快速修补沥青混合料,室内采用乳化沥青、旧沥青混合料和由复配普通硅酸盐水泥、早强剂和减水剂组成的填料进行制备,并对其配合比、路用性能进行设计研究。结果表明:冷再生快速修补中旧料在集料中的掺配比例达到55%,最佳含水量为3.7%,最佳乳化沥青用量为3.8%;当最佳早强型填料用量为2.5%时,可显著提高冷再生快速修补料的早期强度且表现出良好的疲劳寿命;同时,冷再生快速修补表现出较好的路用性能。     

固化温度对桥梁加固用结构胶性能的影响

试验中设定了两种不同的养护温度,分别为室温与低温,并以增韧剂用量为变化因素,设计了三组配合比,分别研究两种固化温度下,增韧剂的掺量对结构胶胶体性能与粘接性能的影响。研究结果表明:固化温度对胶体性能有着至关重要的影响,随着固化温度的下降,胶体的性能下降为原来的40%~85%,但伸长率提高到原来的138%~184%。其次,胶体的拉伸剪切强度与伸长率在室温与低温两种环境下的变化是一致的,均随着增韧剂用量的增加先提高,后降低,当增韧剂用量为12%时,达到最高值。     

桥梁伸缩缝快速修补材料配制及性能研究

为解决因桥梁伸缩缝修补周期较长而造成道路拥堵、车辆通行效率降低的问题，采用特种水泥和硅酸盐水泥作为复合胶凝体系，通过调节灰砂比、减水剂及矿物掺合料，制备了一种快速固化的水泥基砂浆材料，并对砂浆的和易性评价指标和力学性能进行试验，得到砂浆的最优配比为：灰砂比1∶1.1,减水剂0.2%,硅灰、矿粉、粉煤灰掺量分别为水泥用量的6%、2%、4%。试验结果表明，基于最优配方，快速修补材料流动度达到200 mm左右，凝结时间控制在15 min～25 min,具有良好的施工和易性，且2 h抗折强度和抗压强度分别达到7 MPa和25 MPa, 28 d抗压强度达到50 MPa以上，干缩率小于0.02%,是一种理想的桥梁伸缩缝快速修补料。     

沥青路面常温修补材料应用研究

本文介绍了一种具有操作简便、常温固化、粘接力强、抗压强度高、抗剪抗冲击、耐磨、耐水等性能的新型沥青路面修补材料———WSM L沥青路面常温树脂型修补材料,并针对沥青路面经常出现的各种病害,分别设计了性能优良的常温树脂型修补混合料,分析了常温树脂型混合料的路用性能,提出了简单而且具有可操作性的施工工艺。     

聚氨酯增韧改性环氧树脂作为混凝土裂缝快速修补材料的研究

环氧树脂的脆性是限制其应用的一个关键因素,为了增强环氧树脂的韧性,该文以2,4-甲苯二异氰酸酯和聚丙二醇为原料合成了端基为-NCO基的聚氨酯预聚物,在氮气保护下与环氧树脂E-51进行共混反应,得到了聚氨脂改性的环氧树脂,以丁二醇二缩水甘油醚(BDGE)作为稀释剂,聚硫醇作为固化剂,得到了室温快速固化的改性环氧树脂裂缝修补材料。结果表明:聚氨酯预聚物(PU)含量为15%,改性环氧树脂与固化剂聚硫醇的配比为1∶1时,增韧效果最好,同时力学性能提升最为明显,样品伸长率达到了140%,抗拉强度达到了49.9MPa。而且,随着PU预聚物用量的增加,改性环氧树脂的固化物热稳定性先增加后降低,PU预聚物用量为15%时,改性环氧树脂热稳定性达到最大值。同时,实现了室温条件下,固化时间可以控制在30min～2h任意调控。     

再生骨料快硬高早强混凝土的配制技术研究

为合理利用废弃的混凝土再生骨料,采用正交试验优化水胶比、再生骨料掺量及快速修补矿物掺合料CUFG掺量的合理配伍。试验结果表明:无论是早期还是后期,水胶比仍然是影响混凝土强度的最主要因素;再生骨料和快速修补矿物掺合料对强度的影响与龄期有关;合理安排水胶比和快速修补矿物掺合料掺量,在再生骨料用量达100%的条件下制备的混凝土24 h抗折、抗压强度均满足重交通和特重交通开放的要求。     

快速修补混凝土的收缩性能及其评价方法研究

主要研究了快速修补混凝土的干缩、早期收缩、自收缩性能以及初长测试时间对混凝土收缩性能评价的影响。研究结果表明,快速修补混凝土的收缩比普通混凝土大,且快速修补混凝土的收缩是以自收缩为主;快速修补混凝土的收缩在3 d龄期内的发展非常迅速,3 d龄期以后快速修补混凝土的收缩与普通混凝土相当;初长测试时间对快速修补混凝土收缩性能的评价有重要影响,如果按照普通混凝土收缩试验方法,在混凝土成型后的2~3 d龄期后开始测初长,将会严重低估快速修补混凝土的收缩性能,低估程度达20%~40%。因此,本文建议当进行快速修补混凝土的收缩试验时,在快速修补混凝土的抗压强度达到5~7 M Pa时进行拆模,并立即送入恒温恒湿室放置1 h后即可测初长。     

崇启大桥环氧沥青铺装检测与养护技术研究

目前临海多孔连续钢箱梁桥面铺装检测养护技术研究较少,依托崇启大桥,针对桥面铺装使用7年出现的裂缝类、鼓包以及坑槽典型病害,开发了一整套桥面铺装快速无损检测技术。通过长期工程应用形成了一套高渗透树脂灌缝技术、高性能树脂材料鼓包注浆技术以及快固型冷拌树脂坑槽修补技术。从实际应用与跟踪观测的结果来看,修补使用2年后,裂缝没有出现二次开裂.注浆后鼓包的强度恢复到原来强度的80%左右,坑槽修补后使用状况良好。     

沥青路面基层快速修补材料研究

针对沥青路面半刚性基层易发生破损等出现一系列问题,选用水泥、碎石、早强-减水剂、UEA膨胀剂等为原料,运用均匀优化设计方法,配制自密实型基层快速修补材料。通过室内试验研究了各种添加剂(包括早强剂、膨胀剂、水泥及填料等)对抗压、抗折、粘结强度等路用性能的影响。试验发现,在几种配合比中,水泥乳化沥青修补料采用沸石粉8%、早强-减水剂1.8%、8%硫铝酸盐系UEA膨胀剂时其强度最佳,16 h的抗压强度达3.5 MPa以上。修补材料16 h的界面粘结强度达到0.38 MPa,满足基层对粘结强度的要求。试验结果表明,所配制修补材料具有粘结强度高、稳定性好、固化时间短等特点,能满足沥青混凝土路面快速修补的技术要求,而且经济效益和社会效益显著,可以供沥青路面养护部门参考使用。     

纤维加筋复合固化黄土的强度特性研究

为了探究纤维加筋固化土技术应用于应急机场的可行性，通过无侧限抗压强度试验，探究了不同掺量和龄期的水泥、固化剂以及纤维复合固化黄土的强度特性。结果表明:固化剂与纤维可以提高黄土无侧限抗压强度，其中水泥固化效果最优，且最优掺量为8%，随着纤维和砂掺量的增加，加筋固化土的强度先增大后又减小，纤维掺量为0.30%和0.45%时固化黄土强度较高，砂的最佳掺量在4%左右。进行简易机场布设时，建议机场道面工程使用12 mm改性聚丙烯纤维掺量0.45%，固化剂选用P.O 32.5R硅酸盐水泥掺量8%，砂掺量低于4%的复合固化土。     

路用多孔页岩陶粒表面修饰优化

为提高路用多孔页岩陶粒的路用性能并提升其阻热性能，优选3种有机处理剂，借助吸水率、筒压强度、控制筛孔通过率及磨耗值试验，确定了不同处理剂最佳修饰工艺；基于吸油率、表面孔隙封堵率与SEM试验，系统研究了修饰前后页岩陶粒表面孔隙封堵情况，对比评价了不同处理剂对页岩陶粒路用性能的影响规律，确定了页岩陶粒最佳处理剂；并在此基础上，全面评价了表面修饰对页岩陶粒混合料路用性能的影响。结果表明：苯基硅树脂的适宜浓度为25%，固化温度为160℃，硅丙乳液的适宜浓度为35%，成膜温度为30℃，助剂含量为3%，建筑防水剂修饰页岩陶粒的适宜浓度为35%，固化温度为85℃；其中苯基硅树脂对页岩陶粒表面封装效果最好，24 h吸油率最低，表面孔隙封堵率高达78%，且SEM图像也表明经表面修饰的页岩陶粒表面开口孔隙数量明显减少；3种处理剂均能不同程度地提高路用多孔页岩陶粒的路用性能，24 h吸水率的降幅在80.48%~94.5%之间，压碎值降幅在4.62%~17.52%之间，磨耗值降幅在5.33%~30.92%之间，黏附性等级提高0.5~2级；苯基硅树脂对页岩陶粒吸水率与黏附性等级改善效果最佳，硅丙乳液对压碎值与磨耗值改善效果最为明显，综合考虑所有评价指标，确定了页岩陶粒最佳处理剂为苯基硅树脂；且经苯基硅树脂表面修饰后的页岩陶粒混合料各项路用性能均有不同程度提高。     

水性环氧树脂对冷拌SMA-5沥青混合料路用性能的影响

为了研究水性环氧树脂用量对冷拌SMA-5沥青混合料路用性能的影响，分别探讨了水性环氧树脂掺量对冷拌SMA-5沥青混合料的施工和易性、开放交通时间、混合料强度、高温稳定性和水稳定性的影响规律。研究结果表明，在固定用水量6%的情况下，当水性环氧树脂掺量为15%时，混合料在拌合过程中出现了稠度增大，建议其掺量不超过15%为宜。与未掺水性环氧树脂相比，水性环氧树脂掺量为13%时，30 min和60 min的黏结力分别为2.1 N·m和2.8 N·m，混合料的1 d无侧限抗压强度提高了194%,3 d无侧限抗压强度提高了151%，冻融劈裂强度97%，浸水马歇尔强度比为99%，动稳定度超过4 000次/mm，均能满足规范要求。     

淤泥EPS颗粒混合轻质土抗剪强度的影响因素

在疏浚淤泥中添加固化材料和EPS颗粒,制作成淤泥EPS颗粒混合轻质土,既可以资源化利用疏浚淤泥,又可以减少软土的地基处理费用。通过直接剪切试验,获取了淤泥EPS颗粒混合轻质土的抗剪强度参数,即粘聚力与内摩擦角。研究发现:粘聚力随水泥添加量和龄期的增加而增加;在水泥添加量较小时,粘聚力随EPS添加量增加而增加,在水泥添加量较大时,粘聚力随EPS颗粒添加量增加而减小;水泥添加量、EPS颗粒添加量和龄期对内摩擦角的影响不显著,淤泥EPS颗粒混合轻质土的内摩擦角总体分布在20~°35°之间。     

养护方式对宁波通途路综合管廊混凝土抗裂性能的影响

为提高综合管廊混凝土的抗裂性能,开展椭圆环法及实体模型试验,对胶砂或混凝土初始开裂时间、裂缝宽度、总开裂面积进行统计与分析,以研究减缩剂养护、混凝土养护剂养护和土工布养护3种养护方式对综合管廊混凝土抗裂性能的影响。由试验结果得出： 1）减缩剂养护使混凝土初始开裂时间相比土工布养护推迟了约6.65%,裂缝宽度降低了约70.67%; 养护剂养护下混凝土初始开裂时间相比土工布养护提前了约0.77%,裂缝宽度增加了约11.20%。2）减缩剂养护使平板总开裂面积相对于土工布养护减少了46.97%;养护剂养护使平板总开裂面积相对于土工布养护增加了约7.15%。研究表明: 减缩剂养护可以明显改善综合管廊混凝土的抗裂性能,而当混凝土养护剂养护方法不当时对提高混凝土抗裂性能的效果不明显。     

养生作用对硫沥青性能影响分析

硫磺部分替代传统石油沥青用于道路工程建设可减少石油沥青用量,降低施工能源消耗,促进工业废渣中硫磺的回收利用,具有较高的经济和环保价值。为探究硫磺掺量（质量分数）及养生作用对硫沥青（SEA）性能的影响,采用差示扫描量热仪（DSC）验证硫沥青中硫磺的重结晶现象,对养生前后硫沥青的基本物理性能和黏度进行分析,并采用动态剪切流变仪（DSR）和弯曲梁流变仪（BBR）对养生前后硫沥青的流变特性和疲劳性能进行评价,最后借助荧光显微镜（FM）观察养生前、后硫磺在沥青中的微观分布特性。研究结果表明：养生后高硫磺掺量的硫沥青DSC曲线出现吸热峰,硫沥青（特别是高硫磺掺量下）的劲度有所增加,因此对硫沥青进行养生使其性能稳定后再进行相关性能评价更具现实意义;硫磺掺量较低（≤ 10%）时,硫磺主要以溶解硫的形式存在于沥青中起到软化沥青的作用,因此沥青的低温变形能力有所改善,但其高温抗变形能力有所降低;当硫磺掺量较高（≥ 35%）时,硫磺主要以重结晶的形式悬浮在沥青中使沥青变硬,在增加沥青高温抗变形能力的同时也牺牲了其低温抗裂能力;硫磺掺量较低时,硫沥青黏度随着硫磺掺量的增加而降低;硫磺掺量较高时,硫沥青90℃和105℃黏度随着硫磺掺量的增加而增加,但硫沥青120℃和135℃黏度相差不大,同时硫磺加入最高可降低沥青的施工温度达20℃;线性振幅扫描（LAS）试验结果表明,养生后的硫沥青疲劳寿命比基质沥青长,其中35%硫沥青疲劳性能最佳;硫磺掺量进一步增加,硫沥青疲劳寿命缩短至与基质沥青相近;FM分析表明,硫磺掺量不高于5%时,硫磺全部溶解于沥青中,且养生后硫磺未重结晶,相应硫沥青无荧光性;硫磺掺量高于5%时,硫磺在沥青中分布均匀,养生后10%硫沥青中硫晶斑尺寸和面积显著增大,高硫磺掺量硫沥青中硫晶斑面积仅略有增加。     

低剂量水泥稳定碎石基层干缩温缩性能研究

针对目前半刚性基层易出现温缩与干缩裂缝这一难题,试图从降低水泥剂量的角度来减少裂缝的产生。将低剂量水稳碎石做成梁式试件,并在两侧粘以电阻应变片,通过温度变化和含水量变化试验,测得了水泥剂量为2%、3%和4%的梁式试件的温度收缩系数和干缩系数。结果表明,不同龄期的干缩试验均呈现明显规律性,即随着水泥剂量的增大,干缩系数增大。在水泥剂量低于3%的情况下,28 d干缩系数对水泥剂量的变化较为敏感。7 d与28 d龄期随着水泥剂量增大平均温缩系数增大,高温下的平均温缩系数要明显大于常温和低温的。     

赤泥-粉煤灰改良高含水率粉质土试验研究

以安徽五里河高速公路#13取土场高含水率粉质土为研究对象,采用赤泥、粉煤灰为新型固化剂对其进行固化改良。通过室内试验测试改良土强度、黏聚力和内摩擦角,初步确定固化剂中赤泥与粉煤灰混合比例;通过现场改良土填筑路基试验,测试改良土的含水率、最大干密度、无侧限抗压强度、压实度等指标,综合确定最终固化剂最优掺入比,并确定路基合理碾压次数。结果表明:室内试验测得的固化剂中赤泥与粉煤灰的最优比例关系为1.2∶1;现场试验中,固化改良土在5天内含水率显著降低,固化剂掺入比达6 %后对于原状土含水率降低速率贡献并不明显;随固化剂掺入比的增加,现场试验中的改良土无侧限抗压强度显著增加,路基碾压成型效果较好,但固化剂掺入比超过6 %后强度提升幅度不大;因此,确定固化剂掺入比6 %为最优,同时确定改良粉质土碾压5次为宜。     

石灰改良膨胀土强度影响因素研究

依托新建天门至潜江铁路路基工程，采用直剪试验，研究石灰改良膨胀土强度与干密度、含水率、石灰掺量、养护时间的关系。结果表明:干密度、含水率、石灰掺量、养护时间均影响石灰改良膨胀土剪切强度。其中，干密度、含水率、养护时间主要影响黏聚力，石灰掺量主要影响内摩擦角，另外养护时间对黏聚力的影响比对内摩擦角的影响大，黏聚力在3~15天内变化最快，后期黏聚力变化趋于缓慢。     

影响塑料发泡颗粒轻质土强度的因素及其试验研究

利用室内试验方法,对水泥掺入量、塑料发泡颗粒体积含有量、养护龄期、养护环境等因素对塑料发泡颗粒轻质土强度发挥的影响进行了分析,得到了塑料发泡颗粒轻质土的强度发挥在各种不同因素影响下的变化规律。结果表明,轻质土的强度随轻质土中水泥含有量的提高及龄期的延长而增长,可以用指数函数描述轻质土强度与龄期、水泥含有量之间的相关关系;增大轻质土中塑料发泡颗粒体积比,引起轻质土的强度下降;水下环境对轻质土的强度发挥不利,为利于轻质土的强度发挥,在工程应用中应考虑采用有效的排水措施或尽量在水上部位使用。