基于综合性能的纤维水泥基原材料优化选择

研究目的:基于现阶段纤维超韧性水泥基工程材料的原材料选择随意、优化繁琐等问题,本文通过对8组复合材料进行力学、工作等性能测试,并结合经济性能,构建综合型多指标灰色关联决策模型,优化出最佳材料组合,最后通过单轴拉伸试验验证分析最佳组的优良韧性及应变硬化特性,为其工程推广应用提供一定的理论参考。研究结论:(1)养护龄期对各组复合材料的力学性能有显著影响,其中28 d龄期的性能更优越;(2)由12 mm聚乙烯醇纤维(简称PVA)、40～70目石英砂组成的复合材料抗压、抗折强度均为最佳,抗裂性能较好;(3)由6 mm PVA纤维、20～40目石英砂组成的复合材料抗拉强度最高,拉伸性能最显著;(4)由6 mm PP纤维、40～70目石英砂组成的复合材料工作性能最佳,方便于施工与科研试验的搅拌等工作;(5)由12 mm PP纤维、40～70目石英砂组成的复合材料的灰色关联决策综合性能最好,其极限拉应变大约是普通混凝土的300～400倍,有显著的拉伸韧性,推荐其作为提高结构使用寿命的工程韧性材料。     

新型环氧树脂砂浆在公路工程植筋中的应用

研究目的:通过阐述环氧树脂砂浆应用的现状,针对环氧树脂固化剂等辅助材料的毒性及环氧树脂砂浆收缩引起粘结面粘结不良,对环氧树脂砂浆原材料选择、配方设计及砂浆的各种性能进行研究,得到低毒性、低收缩、高粘结强度的适用于工程植筋的环氧树脂砂浆。研究结论:(1)环氧树脂砂浆中的固化剂、其他辅剂的选择对降低其毒性至关重要,尤其是固化剂的毒性影响更大;(2)适量的水泥和砂子填料的加入会明显降低树脂的收缩性,防止植筋粘结界面的开裂;(3)新型低毒性环氧树脂砂浆一天强度20 MPa以上、三天粘结强度满足植筋设计要求,最终强度60 MPa左右、收缩率0.3%左右;(4)当光圆钢筋植入深度不小于15倍钢筋直径、螺纹钢筋植入深度不小于10倍钢筋直径时,拉拔力能够达到钢筋屈服强度,在植筋工程中有良好的应用价值。     

严寒地区水泥乳化沥青砂浆的低温性能及疲劳性能试验研究

运用试验方法,进行严寒地区用水泥乳化沥青砂浆抗冻性、低温力学性能和低温抗裂性的低温性能及疲劳性能研究。结果表明,该种砂浆的抗冻性可达600次以上;随着温度的降低,砂浆的抗压强度、抗折强度逐渐增加,-40℃下砂浆的折压比在0.2以上;砂浆出现裂纹时钢球的压入深度均大于1.2 mm;模拟行车条件下砂浆的受力情况,进行10~40 Hz频率350万次疲劳试验,砂浆的累积变形量均小于0.07 mm。结合试验结果和严寒地区试验段的运营考察,考虑到严寒地区-40℃的极端温度条件和350 km.h-1的运营速度,提出严寒地区水泥乳化沥青砂浆的低温性能指标为-40℃砂浆出现裂纹时钢球的压入深度不小于1.0 mm,低温折压比不小于0.20;疲劳性能指标为12 Hz加载频率下经100万次疲劳试验的砂浆累积变形量不大于0.10 mm。     

CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆的施工性能试验研究

CA 砂浆的性能指标包括施工性能、力学性能和耐久性能,对 CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆的温度适应性、流动性、匀质性和含气量稳定性及其影响因素进行了研究.研究结果表明,该砂浆在5℃~40℃温度范围内具有合适的流动度和较长的工作时间,在40℃时,1 h 内的流动度变化<4 s;砂浆的分离度均可控制在0.5%以下,远小于1%的规定值,实现了砂浆的零泛浆率;砂浆的含气量可稳定地控制在8%~12%的范围内,在1 h 的拌合时间内含气量变化<1%.     

极端温度下CRTS Ⅰ型板式无砟轨道CA砂浆受压伤损试验

CA砂浆是一种温度敏感性材料,温度变化将直接影响其受压承载的性能。为了研究极端温度对CA砂浆性能产生的影响,将CRTSⅠ型CA砂浆分别放在-50、-40、-30、20、40、60、80℃环境下进行单轴压缩试验,分析CA砂浆在不同极端温度下受压的规律以及伤损特性。结果表明:随着温度的升高,CA砂浆的抗压强度和弹性模量变小,并利用模量-温度曲线更直观地表现出CA砂浆由脆性逐渐转变为塑性,同时给出了受温度影响的CA砂浆温度-抗压强度的经验公式。以切线模量的变化来判断CA砂浆的温度损伤程度,分析CA砂浆温度损伤规律和伤损槛值随温度的变化规律,随着温度的升高,CA砂浆损伤应力槛值减小,当温度增大到一定时,CA砂浆的应力槛值与抗压强度的比值RC受温度的影响不是很明显。     

CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆的力学性能试验研究

对CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆的常规力学性能、长期力学性能、应力应变特性、应力缓冲性能和应力应变响应等性能进行了研究.结果表明,该砂浆可以在5℃～ 40℃温度范围内满足规定的力学性能要求;3年后砂浆的抗压强度约增加50％,弹性模量增长10％左右,仍在100 ～300 MPa范围之内;砂浆的应力—应变曲线表明该砂浆具有较好的延展性和韧性;砂浆的应力缓冲性能和应力应变响应表明砂浆具备典型的粘弹性特征,且随着沥青含量的增加,粘弹性特征愈加明显.     

活性稀释剂对环氧树脂快速修复材料性能的影响

采用环氧树脂主剂、缩水甘油醚类活性稀释剂、改性胺固化剂、消泡剂和防老化剂制备环氧树脂快速修复材料,测试活性稀释剂对环氧树脂性能的影响。结果表明,缩水甘油醚类活性稀释剂可明显降低环氧树脂主剂黏度,提高环氧树脂快速修复材料柔顺性,但过掺会导致其严重缓凝和力学强度下降;环氧官能度为2的缩水甘油醚类活性稀释剂对环氧树脂快速修复材料反应速度和力学性能影响最小;当1,4-丁二醇二缩水甘油醚的掺量为20%时环氧树脂快速修复材料综合性能最佳。     

再生粉体对砌筑砂浆性能的影响

用单掺粉煤灰或再生粉体来取代部分水泥,用机制砂代替天然砂制备砌筑砂浆,通过调整用水量控制砂浆稠度在70~80 mm。通过对比粉煤灰的掺量,研究了不同掺量的再生粉体及胶砂比对砌筑砂浆基本性能和力学性能的影响。结果表明:再生粉体的活性明显要低于粉煤灰,但砌筑砂浆的分层度、表观密度和含气量与再生粉体掺量及胶砂比均呈现出较好的线性关系;随着再生粉体掺量的增加和胶砂比的减小其抗压强度均逐渐降低,胶砂比为1∶5时其28 d抗压强度最大损失率达58.9%。     

无砟轨道板水泥乳化沥青砂浆性能的影响因素

水泥乳化沥青砂浆主要填充在CRTS Ⅰ型混凝土轨道板和水硬性混凝土承载垫层之间,对无砟轨道道床起到一定的减振、消噪、调平等作用.通过试验,研究细骨料的级配、聚合物乳液的掺入量变化对水泥乳化沥青砂浆性能的影响,观察水泥乳化沥青砂浆性能的变化趋势,提出现场无砟轨道板水泥乳化沥青砂浆应用的最佳参数.     

快速封锚砂浆用缓凝剂试验研究

分别以不同掺量的硼酸、硼砂、酒石酸、葡萄糖酸钠为缓凝剂,试验研究缓凝剂种类及掺量对CRTS Ⅲ型先张法轨道板封锚砂浆的可施工时间、抗压强度等性能的影响。结果表明:要保证封锚砂浆具有相近的可施工时间,4种缓凝剂的掺量差异较大但均随温度的升高而增大,其中硼酸和硼砂用量较小且制得的封锚砂浆的抗压强度较高;随着硼酸和硼砂掺量的增大,封锚砂浆的可施工时间显著增长而抗压强度降低;常温下硼酸、硼砂的质量掺量分别以0.18%,0.30%为宜,细度分别以50,200目为宜。     

机制砂物理特性对水泥胶砂流变性能的影响及机理

针对机制砂混凝土和易性差、流动经时损失大以及易泌水、离析等问题,通过不同岩性和不同级配区间机制砂对水泥胶砂流变性能的影响及对减水剂的吸附特性分析,研究机制砂岩性、表面吸附性和表面电位等物理特性对水泥胶砂流变性的作用机理。结果表明:相较于钙质机制砂,硅质机制砂对水泥胶砂流动度的影响更大;机制砂颗粒级配越小,对水泥胶砂流动度的影响越大;机制砂胶砂流变性能与机制砂对减水剂的吸附性能和机制砂的内摩擦力有关,机制砂对减水剂吸附性能与表面吸附点的量成正比,母岩中层状结构黏土矿物含量越高,对减水剂的吸附性能越强;影响水泥胶砂流变性能的主要因素是机制砂对聚羧酸减水剂的吸附性能,而不是机制砂的颗粒粒径与比表面积。     

高性能砂浆-钢丝(筋)网加固砖砌体抗压强度试验研究

为了了解高性能砂浆-钢丝(筋)网加固砌体结构房屋这种新型加固技术对砖墙加固的受力机理、破坏形态以及承载力提高程度,制作了6个轴心抗压试件,采用分级加载的方法进行抗压强度试验,模拟完全卸荷状态下加固砖砌体的受力性能。试验结果表明,单面加固极限承载力提高14%,双面加固极限承载力提高26%。原砖砌体与加固层能较好的协同工作,在达到极限荷载的90%时,加固面层才与原砖砌体发生剥离,高性能砂浆具有较强的粘结力。高性能砂浆-钢丝网加固砖砌体是一种有效的加固方法,为加固工程设计时提供参考。     

酚醛树脂复合材料在轨道交通车辆上的应用

介绍了酚醛树脂复合材料试制的主要原材料、主要设备及仪器、试制流程及测试标准。详细阐述了酚醛树脂复合材料的氧指数、燃烧性能、机械性能、低密度等性能。分析了热压时间、热压温度及生产工艺对酚醛树脂复合材料性能的影响。试验证明,酚醛树脂产品的性能较为优良:热压时间控制在1.1~1.4 h时,复合材料的表面性能良好;热压温度为80~100℃时,可以得到表面质量细腻均匀的复合材料;适当调整生产工艺,可以提高酚醛树脂的产品质量、降低生产成本。     

砂灰比和砂的级配对CA砂浆抗压强度和流动性的影响

通过调整砂与水泥的质量比和调整2种单级配砂的质量比，研究了砂灰比和砂的级配对CA砂浆的抗压强度和流动性的影响。结果表明：随着m（S）／m（C）的增大，低强和高强CA砂浆的流动性都变差，但低强CA砂浆流动性的变化幅度较小；随着m（S）／m（C）的增大，高强CA砂浆的抗压强度降低，而低强CA砂浆的抗压强度呈升高的趋势；使用两级配砂能够提高CA砂浆的抗压强度并改善其流动性，粒径为0．42-0．21mm的砂与粒径0．85-0．30mm的砂的最佳质量比为6：4。     

高强型CA砂浆力学性能影响因素及力学机理研究

为了解高强型CA砂浆主要组成材料对力学性能影响,研究乳化沥青与水泥质量比、砂灰比对CA砂浆强度和弹性模量的影响;并采用扫描电镜观察CA砂浆水泥沥青微观胶凝结构和CA胶浆与砂界面情况,分析CA砂浆力学性能微观机理。结果表明:随乳化沥青与水泥质量比增加,CA砂浆28d轴心抗压强度和弹性模量显著下降;随砂灰比增加,CA砂浆弹性模量无明显变化,28d轴心抗压强度开始无明显变化,之后大幅度下降;水泥沥青微观胶凝结构特征和CA胶凝材料与砂的界面黏结决定CA砂浆力学特点。因此,合适的乳化沥青与水泥比和良好流动性能是CA砂浆良好力学性能的保证。     

铝热焊用一次性坩埚的研制

分析一次性坩埚所选的原沙、树脂砂和粘结剂等原料的参数。研究树脂砂的强度、发气量、表面稳定性、耐热性等性能,保证树脂砂的适用性。使用成型的树脂自硬砂一次性坩埚进行焊接,焊接接头的硬度平均为288HB,力学性能主要参数Rm为790MPa,静弯平均为1500kN。根据TB/T1632 91要求对焊接接头的硬度、力学性能、静弯强度进行试验。分析焊接接头夹杂物情况和焊缝金相组织形貌,并与使用镁质坩埚的情况进行对比。试验结果显示,研制的一次性坩埚可以满足铝热焊接使用。     

复杂运行环境下高速轮轨最佳撒砂增黏策略试验

在车轮-钢轨高速接触疲劳试验机上开展水、油和树叶等污染下的高速低黏着和增黏试验,通过最高速度200km·h-1的对滚试验,测得不同第三介质条件下的轮轨黏着-蠕滑特性曲线,研究增黏砂粒径和撒砂量对增黏效果的影响。结果表明:喷撒增黏砂可有效恢复各种污染下的轮轨黏着水平,使200km·h-1下轮轨黏着系数保持在0.18以上,低速下更高;增黏砂粒径在0.4~1.0mm范围内增大或撒砂量在40~100g·min-1范围内增加时,增黏效果均稍稍增强,综合考虑确定试验机的最佳撒砂量为40g·min-1、最佳粒径为0.85~1.0mm;考虑试验机与现场轮轨系统的尺寸差异、运行时复杂气流所致砂粒损失及适当冗余度等因素,建议现场最佳撒砂量为115~175g·min-1、最佳粒径为1.0~2.0mm;喷撒增黏砂会造成车轮接触表面的麻坑损伤,也是造成现场车轮踏面常见麻坑损伤的根本原因。     

兰新二线强风地区防沙措施效益评价

基于现场观测试验,掌握试验段全年大风特征,并对不同类型的阻沙措施与固沙措施的防沙效果进行对比分析。结果表明:百里风区试验段的主导风向为NNW,烟墩风区试验段的主导风向主要为NE、ENE,分别占全年风向的21%和26%;百里风区阻沙措施性价比依次为:金属涂塑网措施斜插板式挡沙墙箱式挡沙墙插板式挡沙墙;烟墩风区阻沙措施性价比依次为:金属涂塑网措施高立式PE网措施斜插板式挡沙墙插板式挡沙墙;固沙措施性价比依次为:芦苇方格石方格沙方格;在现场试验研究的基础上,综合考虑工程造价和现场实际情况,建议试验段阻沙措施采用金属涂塑网沙障,固沙措施采用石方格沙障。     

含浆量对再生混凝性能及强度影响的研究

再生骨料表面包裹着一层硬化水泥砂浆、导致再生混凝土的强度变化较复杂。探讨如何利用骨料的吸水率、取代率来推算含浆量以及不同含浆量的再生骨料对混凝土7d、28d强度、再生混凝土的强度与灰水比的线形关系和工作性能的影响。