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。     

盐渍土地区道面混凝土盐冻侵蚀研究

为了研究盐渍土地区道面混凝土的盐冻侵蚀规律,对盐渍土地区机场道面典型的破坏状况进行了调查。发现典型破坏形态有强度损失、表面剥蚀、黑斑等,其原因是面层混凝土受到了盐的侵蚀。为了研究其破坏机理,在此基础上进行了盐冻试验。结果表明:在相同冻融循环次数作用下,随着硫酸盐浓度的提高,混凝土的强度和动弹模量下降速度加快;在相同硫酸盐浓度中,随着冻融循环次数增加,混凝土的破坏程度加深,冻融100次时,混凝土弯拉强度下降值和动弹模量下降值分别达到55%和60%,发生严重破坏;提高混凝土强度对道面混凝土耐盐冻作用改善不明显。因此不建议采用提高混凝土强度等高成本措施来实现混凝土道面板盐冻侵蚀防治,根据相关工程经验提出了设置隔断层的方法,以便于工程应用。     

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。     

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。     

外掺乳化沥青贫混凝土性能研究

通过MTS测量了3种乳化沥青掺量的碾压贫混凝土的无侧限抗压强度、弯拉强度、抗压模量和弯拉模量,以及在无养护与正常养护条件下的收缩读数。结果表明,乳化沥青掺量增加,贫混凝土的无侧限抗压强度和弯拉强度有所下降,主要是沥青粘聚成膜阻碍水泥水化进程,影响强度形成;贫混凝土的抗压弹性模量和抗弯拉弹性模量降低,贫混凝土的变形性能改善,且具有一定的柔韧性;贫混凝土干缩与开裂减少,基层柔韧度改善,道路使用寿命延长。     

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。     

纳米偏高岭土对混凝土抗冻性能的影响研究

对不同纳米偏高岭土掺量下混凝土冻融前后的单位面积剥蚀量、相对动弹模量、力学强度及断裂特征等指标进行研究,结果表明:纳米偏高岭土可以显著提高混凝土的抗冻性能,其改性混凝土单位面积剥蚀量及相对动弹模量损失率均较基准组有了明显改善;纳米偏高岭土改性混凝土冻融前后的力学强度及断裂性能均较对照组混凝土更高,且经历冻融循环后力学强度、断裂韧性及断裂能损失率更小,同时随着掺量的增大表现出先增大后减小的趋势,6%掺量下可以提升40%左右的开裂峰值荷载,60次冻融循环后抗压强度、抗弯拉强度分别较对照组提升约68.36%、70.28%,且混凝土断裂失稳期间的承载能力仍然较对照组有较大的提高。     

军用机场水泥混凝土道面结构参数变异性

机场水泥混凝土道面结构参数包括板厚、混凝土弯拉强度和弯拉弹性模量、地基反应模量。用钻孔取芯样测板厚,并加工成标准圆柱体试件做劈拉试验,根据试验结果计算出混凝土弯拉强度;用测得的动弯沉反算出地基反应模量。以一个机场的道面作为样本,经概率分布检验,板厚和混凝土弯拉强度符合正态分布;地基反映模量符合对数正态分布。在40多个机场实测道面参数的基础上,得到了所测机场道面结构参数的概率分布的均值和均方差,并确定了道面结构参数的变异范围。提出了各级机场水泥混凝土道面的目标可靠度的建议值,推荐了道面结构参数变异水平分级。     

路面基层贫混凝土的力学特性研究

作为路面基层材料,贫混凝土得到越来越多的应用。通过室内试验。研究了振捣贫混凝土与碾压贫混凝土的28d弯拉强度与抗压强度,得出二者之间的相关关系;进行弯拉弹性模量试验。得出贫混凝土28d弯拉弹性模量与弯拉强度之间的关系,据此得出对应关系表作为模量推荐值;通过室内小梁弯拉疲劳试验。分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出贫混凝土疲劳寿命及等效疲劳寿命均服从双参数威布尔分布。并据此建立了不同失效概率下两种形式的双对数疲劳方程。     

纳米SiO_2改性水泥混凝土抗盐冻性能研究

通过慢冻法试验以单位面积剥蚀量及相对动弹模量为评价指标研究不同掺量下纳米SiO_2改性混凝土抗盐冻融循环能力,并进行三点弯曲试验,研究其断裂韧度及断裂能损失率,基于此建立水胶比W/B=0.31时的盐冻融损伤回归方程。结果表明:经过纳米SiO_2改性的混凝土抗盐冻融性能明显提升,在60次冻融循环之内,2.0%掺量下最大可分别提升混凝土约70%单位面积剥蚀量、24.2%相对动弹模量、29.5%断裂韧度及10.9%断裂能,且纳米SiO_2存在最佳掺量范围1.5%～2.0%;在W/B=0.31时,纳米SiO_2改性混凝土单位面积剥蚀量、相对动弹模量、断裂韧度损失率以及断裂能损失率与其掺量、冻融次数之间存在较为显著的数学关系。     

基于离散元的CRCP冲断区域剥落机理研究

剥落是CRCP冲断区域常见病害,病害产生后将严重影响道路美观,危害行车舒适与安全。为揭示剥落产生机理,首先分析剥落产生原因,划分剥落类型,构建力学分析模型;然后,考虑到混凝土细观上是由集料、胶凝材料及其界面组成,运用离散元软件建立混凝土立方体试件,进行抗压强度数值模拟试验,结合室内试验,确定混凝土细观参数,并进行弯拉强度和抗剪强度试验;最后,以确定的细观参数为基础,建立路面数值模型,进行受力分析,研究混凝土剥落产生机理及其影响因素。研究结果表明:剪切剥落不易产生,分层剥落是混凝土剥落的主要类型;随着车辆荷载的增加,剪切剥落和分层剥落均更易产生,且剥落深度更大;钢筋的腐蚀对分层剥落基本无影响,但使浅层剪切剥落更易产生;随着混凝土强度的衰减,路面受力变化不大,但其本身强度的衰减将加快混凝土的剥落;随着裂缝宽度的增加,钢筋承受拉应力加大,浅层剪切剥落更易产生,分层剥落不易产生。     

临哈线沥青路面基层材料设计参数龄期演变特性分析

各种半刚性基层材料的劈裂强度与弯拉强度之间具有一定的相关关系,而且劈裂强度和抗压回弹模量相对于弯拉强度和劈裂模量、弯拉模量测定方法简便、测定数值稳定,且更接近路面结构受力状态,因此《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)[1]采用抗压回弹模量和劈裂强度进行设计计算。现行沥青路面设计规范中虽然提出了不同路面材料的回弹模量的取值范围,但并不能代表全国各地的材料情况。为了得出准确且适用于临哈线沥青路面基层材料设计参数值,文章通过试验研究,并结合内蒙古西部地区路面基层材料设计参数,提出基于龄期和抗压强度两参数的相关关系公式。     

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.     

SMA-13与AC-13路面老化低温力学性能对比研究

通过老化沥青混凝土SMA-13结构与AC-13结构三点弯曲试验,研究低温老化对SMA-13结构与AC-13结构的弯拉强度、弯拉应变及弯曲劲度模量的影响规律。试验结果表明:加载速率相同条件下,-30℃的试件破坏的弯拉强度和弯拉应变小于-10℃的试件的弯拉强度。在加载速率和温度条件相同时,未老化试件破坏的弯拉强度和弯拉应变大于老化后的试件。老化时间越长,高低温度之间的弯拉应变差别越大。在低温条件下,小梁试件的弯拉应变与老化之间有较好的指数变化规律。同时SMA-13与AC-13沥青混合料的弯曲劲度模量与老化之间也呈现良好的指数关系。通过对小梁试件破坏前的弯曲应变能的计算,可得知在短期老化附近,SMA-13与AC-13沥青混合料具有最大的弯曲应变能。     

钢渣透水性水泥混凝土正交试验研究

该文利用钢渣作为透水性混凝土的集料,考虑透水性混凝土受集料级配、水胶比、粉煤灰的掺量以及集浆体体积比4因素的影响,通过4因素4水平的正交试验。对不同配合比的混凝土进行透水性、抗压强度、弹性模量、弯拉强度、弯拉变形以及耐久性试验研究分析。得到钢渣透水性混凝土配制参数的建议值。     

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。     

盐冻条件下含气量对路用混凝土性能影响的试验分析

采用快冻法研究了盐冻条件下不同含气量水平的路用混凝土的抗盐冻能力、抗Cl-渗透、抗压强度和耐磨性等长期路用性能。结果表明:含气量的增大对提高混凝土抗盐冻能力具有非常明显的作用;含气量为6%以下时,对提高混凝土抗渗性能有益;单纯的含气量增加对混凝土抗压强度和耐磨性能并没有贡献,相反会降低这两项路用性能;当含气量为6.31%时,强度衰减的程度较低;综合分析含气量对各性能的影响,认为含气量为6.0%~6.3%是一个相对于各项路用性能都较为有利的合理范围,推荐为构造物混凝土适宜含气量范围。     

密封防水剂改善水泥混凝土性能的试验分析

为提高水泥混凝土的耐久性,采用密封防水剂对混凝土进行养护和加固,从混凝土吸水率、抗压强度、抗碳化深度、耐磨耗性能和抗盐冻试验等方面进行对比试验。试验结果表明:刷涂密封防水剂后混凝土吸水率由2.32%降低至0.94%,混凝土试件的抗压强度有一定程度的增加;试件7d碳化深度降低51.8%;混凝土表层耐磨度降低46.8%;试件盐冻试验表面砂浆层剥落量降幅达60%。刷涂密封防水剂后,混凝土内部变得更致密,经密封防水剂养护后的混凝土体在沿海及盐腐蚀较为严重的地区,具有更好的抵抗盐腐蚀的性能。     

废轮胎钢纤维混凝土力学性能试验研究

为探析废轮胎钢纤维混凝土在道路工程中的应用前景,对比测试了废轮胎钢纤维和普通钢纤维体积率、基体混凝土强度等级对立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和弯拉强度等力学性能的影响。结果表明:废轮胎钢纤维对混凝土强度具有明显增强作用,同废轮胎胶粉一样,可作为绿色建材再利用;废轮胎钢纤维混凝土的强度低于普通钢纤维,若要达到相同强度,废轮胎钢纤维掺量需较普通钢纤维高40%左右。此外,混凝土强度等级对钢纤维混凝土弯拉强度增长率的影响较弱,对抗压强度、劈裂强度增长率的影响可忽略不计。     

乳化沥青冷再生混合料路用性能试验研究

为了探讨乳化沥青冷再生混合料全面的性能参数,对0%～100%的6种不同RAP含量的乳化沥青冷再生混合料进行了室内试验研究与回归分析.结果表明:抗压回弹模量与抗压强度、劈裂抗拉强度与破坏劲度模量、弯拉应变与弯拉强度都随RAP用量的增加而呈线性减少;动稳定度随RAP用量的增加而呈指数函数减少;渗水系数随RAP用量的增加呈二次多项式减少;冻融劈裂强度比TSR随RAP用量的增加变化不大,但远低于规范的技术要求;同温下的抗压回弹模量与劈裂抗拉强度有较好幂函数关系.根据材料的抗压回弹模量与劈裂抗拉强度,把乳化沥青冷再生材料分主四类.