纳米改性路用混凝土抗盐冻性能试验研究

为改善路用混凝土抗盐冻性能,选取4种纳米材料SiO_2、TiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3,采用单掺方式(掺量均为水泥质量的1%),制备20组试件,配制浓度为3%的NaCl溶液,分别进行弯拉强度试验和冻融循环试验,测得混凝土的弯拉强度及不同冻融循环次数下混凝土的弯拉强度损失、质量损失和相对动弹模量。研究结果表明:(1)4种纳米材料均可有效提高路用混凝土的弯拉强度,改善混凝土的抗盐冻性能;(2)SiO_2增强混凝土弯拉强度效果最好,TiO_2改善混凝土抗盐冻效果最佳。     

高寒地区桥面板水泥混凝土抗盐冻性能研究

针对新疆高寒地区桥面板水泥混凝土处于气候严寒和氯盐侵蚀的工作环境,设计桥面板混凝土配合比正交因素表以及混凝土盐冻、水耦合试验方案。通过混凝土盐冻后剥蚀量和动弹性模量损失,分析用水量、水胶比、引气剂掺量以及粉煤灰掺量对桥面板混凝土抗盐冻性能的影响规律。通过混凝土内部结构、力学性能以及耐磨性变化规律分析盐冻对混凝土的性能影响规律。结合性能损伤试验,分析桥面板混凝土抗盐冻性能改善机理,提出基于抗盐冻性能设计的桥面板混凝土配合比建议值。试验结果表明:用水量和引气剂掺量对桥面板混凝土的抗盐冻性能起决定性作用,方差分析值分别为92.80和59.35;用水量由144 kg/m~3增至156 kg/m~3,混凝土相对动弹模量减小了4.85%,剥蚀量由1.68 kg/m~2增至1.93 kg/m~2,增幅约14.8%;引气剂掺量从0.4‰增至1.2‰,混凝土的相对动弹模量增幅达到4.4%;混凝土盐冻剥蚀量与相对动弹模量呈线性关系,随着剥蚀量的增加相对动弹模量逐渐减低;经过300次冻融循环后,混凝土的抗弯拉强度损失率均超过17%,水胶比由0.34增至0.4,混凝土的抗弯拉强度损失率由21%增至33%;3种水胶比时,100次盐冻循环后混凝土的磨损量提高了6%,说明盐冻虽然能加快混凝土表面砂浆层剥蚀速度,但对混凝土剥蚀面以下砂浆层磨损不明显。     

道路水泥混凝土抗盐冻性试验研究

分析提出了一种道路水泥混凝土抗盐冻试验方法,并据此通过室内试验,分析了材料组成参数、粗集料技术性质和龄期对道路混凝土抗盐冻性的影响。研究结果表明,不同的降低水灰比途径均可以改善道路混凝土的抗盐冻性,但减少用水量较增大水泥用量效果更佳;引气是提高抗盐冻性的必要手段,宜同时采取引气和低用水量措施;提高砂浆体积分量可提高引气混凝土的抗盐冻性,对非引气混凝土则不显著,这与其可提高引气剂的引气效果有关;分析了粗集料技术性质对抗盐冻性的影响,建议了有抗冻要求道路混凝土用粗集料的技术性质要求;充分地养护同样是提高抗盐冻性的重要措施;最后总结提出了道路混凝土抗盐冻性设计建议。     

纤维混凝土抗盐冻性能试验研究

为提高季冻区路用水泥混凝土的抗盐冻性能,以钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维混凝土和素混凝土为研究对象,进行盐冻条件下的弯拉强度及冻融循环试验,分析200次冻融循环作用下混凝土的弯拉强度损失、相对动弹模量、质量损失及疲劳寿命。研究结果表明:纤维的掺入可显著提高混凝土的弯拉强度(聚丙烯纤维除外)、抗盐冻性能及疲劳性能;钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维4种纤维掺入后,混凝土的弯拉强度分别比素混凝土弯拉强度增加14.3%、7.9%、20.6%和-4.8%;抗盐冻性能由高到低为聚丙烯纤维钢纤维PVA玄武岩纤维;200次冻融循环作用下,疲劳寿命由大到小为钢纤维PVA聚丙烯纤维玄武岩纤维素混凝土路面。4种纤维中,钢纤维混凝土弯拉强度和抗盐冻性能良好,且冻融前后疲劳性能最佳,因而在季节性冰冻地区水泥混凝土路面材料设计时应当优先推荐使用钢纤维。     

纳米SiO_2改性水泥混凝土优选及疲劳寿命预估

通过熵权法加权的灰靶理论,对5组不同掺量水平的纳米SiO_2改性混凝土综合路用性能进行评价分析,得到最优纳米SiO_2掺量;选择最优组改性混凝土进行弯曲疲劳试验,以弯拉强度及荷载作用次数为参数,建立BP神经网络模型。结果表明:经过纳米SiO_2改性的混凝土其各项路用性能均得到有效提高,其中1.5%掺量水平下,纳米SiO_2改性混凝土路用性能综合评价最高;采用BP神经网络模型预测1.5%掺量水平下纳米SiO_2改性混凝土疲劳寿命可得到较为准确的结果,最大误差小于1%,Levenberg-Marquardt训练算法与另外两种算法相比具有最少的迭代次数及最优的收敛速度和泛化能力,且误差平方和相比之下最低,最大相对误差为0.011%～0.041%。     

掺入纳米SiO_2水泥胶砂抗渗性能研究

为对掺入纳米SiO_2后的水泥胶砂抗渗性能进行研究,选择掺入纳米SiO_2、纳米Fe_2O_3、纳米CaCO_3和纳米Al_2O_3的水泥胶砂与空白水泥胶砂进行抗渗性能与电镜扫描对比试验。研究结果表明:掺加纳米SiO_2的水泥胶砂3d、28d抗折和抗压强度较空白水泥胶砂强度分别提高9.25%、10.48%和7.54%、9.66%,抗渗性能指标电通量较空白水泥胶砂相对降低17.3%,均优于掺入纳米Fe_2O_3、纳米CaCO_3和纳米Al_2O_3。掺入纳米SiO_2后水泥胶砂的抗渗性能有较大提高。     

水泥砼路面抗盐冻性能研究

根据砼强度及施工要求确定路用水泥砼配合比,选择合适的材料及掺量,在盐冻环境(NaCl盐溶液浓度为3%)下开展冻融循环及弯拉强度室内试验,测定不同类型砼经过不同次数冻融循环后的相对动弹性模量、质量损失及弯拉强度,评价水灰比、引气剂、粉煤灰、钢纤维对路用砼抗盐冻性能的影响。     

不同含气量对水泥混凝土路面抗盐冻性能的影响分析

通过在水泥混凝土加入引气剂,引入大量均匀、稳定、封闭的微小气泡,来提高水泥混凝土路面抵抗除冰盐剥蚀破坏的能力.以混凝土剥落量为评价指标分析了不同含气量对水泥混凝土路面抗盐冻性能的影响.试验结果证实,当水泥混凝土含气量为6％左右时,水泥混凝土路面具有良好的抗盐冻剥蚀性能.     

水泥混凝土路面抗滑构造对抗盐冻性的影响

为了研究水泥混凝土路面抗滑构造对抗盐冻剥落的影响,采用5种不同抗滑构造,进行抗盐冻剥落试验。结果表明,对普通混凝土,拉粗毛和中毛时试件剥落最多,剥落量比光面混凝土大20多倍,刻粗槽和拉细毛其次,而刻细槽剥落量最小;通过掺加引气减水剂,剥落量可明显减少。因此在北方地区,作抗滑处理的混凝土应掺加引气减水剂,并尽量采用刻细槽,不宜采用拉槽工艺。     

丁苯改性水泥混凝土性能研究

文章通过室内试验和实体工程实践,研究了成型方法、养护方式与环境条件等施工因素对丁苯改性混凝土(PCC)性能的影响。研究结果表明:为了达到最佳的力学性能,PCC需采用特定的投料搅拌方式,振动时间应略长于普通混凝土;PCC所需的前期标准养护天数应随丁苯乳液掺量的增大而逐步减少;当施工温度高或风速大时,PCC的流动性降低且易开裂,并推荐了高温大风条件下的施工应急措施。     

混凝土抗盐冻剥蚀试验方法的研究

在分析、比较不同国家现行的盐冻试验方法，在研究影响混凝土除冰剥蚀因素的基础上，对盐冻试验方法进行改进，提出更简易的盐冻试件制备方法和抗盐冻性能的量化评价方法。     

偶联剂/改性纳米SiO_2复合改性沥青混合料性能评价

为了研发一种兼具性能和成本优势,适应不同环境特征条件且应用面更广泛的抗水损改性沥青混合料,本文基于同时加强油石界面固结强度及混合料整体性能的思路,采用表面改性纳米SiO_2和硅烷偶联剂作为改性材料,通过外掺改性沥青和湿法石料表面处理的方式,制备了一种综合性能优异的复合改性沥青混合料,并采用浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验、高温车辙试验、低温劈裂试验,证明了复合改性沥青混合料对于提高混合料高、低温性能、水稳定性等方面都有很积极的作用。     

纳米SiO_2-SBS复合改性与SBS改性沥青高温性能对比研究

通过沥青针入度、软化点、布氏旋转黏度、DSR试验,评价两种类型的改性沥青(SBS改性沥青、纳米SiO_2-SBS复合改性沥青)在不同改性剂用量下(3.5%、4%、4.5%、5%)的高温性能。结果表明:SBS改性剂和纳米SiO_2-SBS复合改性剂均能有效改善沥青的高温性能,且改性沥青的高温性能随改性剂用量的增加而提高;纳米SiO_2-SBS复合改性沥青的高温性能较SBS改性沥青更好;改性剂用量较大时,采用纳米SiO_2-SBS复合改性剂,能够降低生产成本,提高沥青路用性能。     

水泥混凝土盐冻损害影响因素与防治措施研究

寒区冬季铺洒盐化物除雪会造成水泥混凝土路面的盐冻损害,通过水泥混凝土盐冻损害试验,研究了含气量、外掺料及融雪剂种类等因素与水泥混凝土盐冻损害剥落率的关系,提出了寒冷地区水泥混凝土盐冻损害的防治措施。     

水泥混凝土路面盐冻破坏的主要影响因素研究

文章主要研究了含气量、水胶比、辅助性胶凝材料、骨料、纤维等主要材料与配合比参数对混凝土抗盐冻性的影响。对我国东北、华北、西北地区的混凝土路面与桥涵等表面结构物在冬季洒融雪剂条件下,防止盐冻破坏有重要技术参考价值。     

基于宏观性能及细观结构的多尺度道路混凝土抗盐冻性能研究

道路混凝土暴露于自然环境中受到冻融循环与除冰盐的共同作用,导致内部结构疏松、微裂纹扩展,最终造成道路混凝土宏观性能迅速衰减、耐久性劣化。为了从本质上研究道路混凝土盐冻劣化机理,对盐冻作用下的道路混凝土宏观性能衰减进行研究,采用压汞法及SEM对盐冻作用下的道路混凝土细观结构进行表征,从宏观性能及细观结构多尺度研究道路混凝土抗盐冻性能。试验结果表明:盐冻作用下道路混凝土相对动弹性模量不断减小、累积剥落量逐渐增加;与冻融单因素作用相比,盐冻作用下试件的劣化更严重,当冻融150次后盐冻下试件动弹性模量比冻融单因素时低11.4%(含气量4%)、6.3%(含气量6%),累积剥落量比冻融单因素作用时增长36.7%(含气量4%)、47.1%(含气量6%)。盐冻作用的结晶膨胀效应、渗透效应及温度梯度效应综合作用,造成道路混凝土临界孔径、最可几孔径及平均孔径减小,混凝土内部孔隙不断细化、孔隙连通性提高、渗透路径的曲折性降低;与冻融单因素作用相比,盐冻作用下的多害孔比例增加1.5倍(含气量2%)、0.6倍(含气量4%)、1.1倍(含气量6%)。     

掺纳米SiO_2的高性能混凝土耐久性能及微观机理研究

研究了纳米SiO_2对高性能混凝土强度、抗冻、抗渗及碳化性能的影响,并采用压汞试验探讨了纳米SiO_2对混凝土孔结构的影响规律。结果表明,纳米SiO_2对试件早期强度的影响较为明显,并显著提高了试件的抗渗、抗冻及碳化性能,随着掺量的增加,试件强度及耐久性能出现先提高后降低的变化规律。通过对掺纳米SiO_2混凝土水化产物孔结构的分析发现,纳米SiO_2改善了试件的微观形貌,使得试件内部结构较为致密,优化了水泥石-集料之间的界面结构,并细化了混凝土孔结构,减少了混凝土中有害孔的含量。     

聚合物改性水泥混凝土路用性能研究

结合室内试验,本文对聚合物丁苯乳液改性水泥混凝土的路用性能进行深入系统的分析研究。研究结果显示,掺入一定量的聚合物丁苯乳液后,水泥混凝土的抗折强度明显提高、弹性模量明显降低、破裂能、柔度系数明显增加,断裂性能从脆性向柔性转变,变形能力增加,干缩性减小,耐磨性增加,水泥混凝土的路用性能得到明显改善,丁苯乳液改性水泥混凝土的性能价格比明显大于普通水泥混凝土。本文的研究成果具有一定的理论价值及良好的应用前景。     

水泥混凝土盐冻腐蚀机理及改善措施分析

建设于寒冷北方地区的公路工程混凝土结构在冬季雪后,为保证交通安全,通常采用铺撒除冰盐型融雪剂进行除冰化雪,而使用除冰盐类融雪剂的结果是导致水泥混凝土路面、桥面、护拦、路缘石等结构物盐冻损坏。调研显示,在水泥混凝土所有耐久性失效问题中,盐冻剥蚀破坏最为迅速。文章分别就水泥混凝土盐冻腐蚀机理及改善措施进行分析,供同行参考。