基于MMLS3的纳米复合改性沥青混合料高温稳定性研究

为评价纳米/聚合物复合改性沥青混合料的高温性能,制备了基质沥青混合料试件、4%SBS改性沥青混合料试件、3%ZnO+0.5%TiO_2改性沥青混合料试件、3.7%SBS+3%ZnO+0.5%TiO_2改性沥青混合料试件。采用小型加速加载设备(MMLS3)对上述沥青混合料试件进行高温稳定性试验。同时测定不同混合料的动稳定度。试验结果表明,两种试验得出的不同沥青混合料高温稳定性能优劣顺序是一致的,即:SBS/ZnO/TiO_2沥青混合料、SBS沥青混合料、ZnO/TiO_2沥青混合料、基质沥青。可见,当纳米材料与聚合物复掺时,沥青混合料的高温性能优于单掺纳米材料或者单掺聚合物材料。因此,对高温稳定性有较高要求的地区,可以采用纳米/聚合物复掺的改性方法对沥青的高温性能进行改善。     

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。     

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。     

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。     

纳米改性沥青混合料路用性能研究

介绍了纳米改性沥青混合料的原材料及配合比设计,分析了纳米改性沥青的改性机理;以4%、5%、6%3种纳米SiO_2和CaCO_3复合材料掺量作对比,通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验综合评价了纳米改性沥青混合料的高、低温性能及水稳定性,结果表明,纳米沥青混合料的高温性能及水稳定性较好、低温性能一般,整体上纳米改性沥青混合料的路用性能较优,最佳纳米SiO_2和CaCO_3复合材料掺量为5%。     

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%。     

聚羧酸高效减水剂对混凝土抗碳化性能的影响

为研究聚羧酸高效减水剂对混凝土抗碳化性能的影响,试验采用不同水胶比、减水剂掺量的混凝土试件,在相对湿度分别为75%、54%的条件下碳化28d,测定碳化试件不同深度处碳化产物CaCO_3的含量,并绘制碳化产物CaCO_3含量和深度的曲线。试验结果表明:当水胶比小于或等于0.45,聚羧酸高效减水剂的掺入对低水胶比混凝土的碳化作用不明显;水胶比为0.50时,较低掺量减水剂对混凝土的碳化作用不显著,但掺量较高时(0.8%),对混凝土的碳化性能不利。     

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。     

纳米SiO_2改性沥青老化性能及黏温特性研究

将掺量为5%的纳米SiO_2加入普通70#石油沥青中,通过高速剪切制取了纳米SiO_2改性沥青,并采用旋转薄膜烘箱对其进行了不同时间的老化,对不同老化时间后的纳米SiO_2改性沥青性能进行了测定;采用旋转黏度仪对不同温度下的纳米SiO_2改性沥青的旋转黏度进行了测定,并同普通70#沥青进行了对比,对纳米SiO_2改性沥青的黏温特性进行了研究;通过弯曲梁蠕变试验对纳米SiO_2改性沥青的低温蠕变特性进行了试验。结果表明:纳米SiO_2的掺加改善了沥青的抗老化性能;纳米SiO_2改性沥青在常温下的黏度明显高于普通石油沥青,而随着温度的升高,这一差距逐渐缩小;纳米SiO_2改性沥青混合料的施工温度高于普通石油沥青混合料,且当纳米SiO_2掺量为5%时,其最佳拌和温度为168~174℃,最佳压实温度为157~162℃;纳米SiO_2改性沥青的低温性能略逊于普通沥青。     

纳米TiO_2对沥青抗紫外线老化性能影响研究

为了探明纳米TiO_2对沥青抗紫外线老化性能的影响规律,研究选用了90#基质沥青以及SBSI-C改性沥青作为研究对象,测试了不同纳米TiO_2掺量及不同紫外线老化时长下沥青的针入度与延度的变化规律,提出了纳米TiO_2合理掺量,并进行了沥青全断面断裂能量试验。研究结果表明:纳米TiO_2的合理掺量为0.8%,掺加0.8%纳米TiO_2的90#基质沥青和SBSI-C改性沥青在相同的紫外线老化条件下均比原样沥青拥有更大的全断面断裂能量,表明纳米TiO_2能够有效的提高沥青抗紫外线老化性能。     

基于成熟度理论的冬期施工混凝土强度估算研究

为研究冬期施工混凝土成熟度发展规律及传统成熟度推算公式使用条件，分别制备具有代表性掺外加剂和不掺外加剂的混凝土拌和物试件进行试验，得出结论：(1)混凝土等效龄期可由等效系数m=0.256 3+0.024 01t+0.001 005t²获得；(2)成熟度理论适用于混凝土标准强度20%～60%之间的推算；(3)混凝土等效系数计算时，其温度范围为：无外加剂混凝土为50℃以下正温，掺减水剂混凝土为30℃以下正温，掺早强减水剂混凝土为20℃以下正温；掺防冻剂混凝土，从20℃起至该种防冻剂适用最低温度之间；(4)通过例证，给出图解法、计算法以及同条件试件抗压等3种强度推算方法归一性结论。     

基于钢桥面铺装层内部温度变化监测的隔热降温材料优选试验研究

为进一步探索对钢桥面沥青铺装层高温病害的预防性研究,该文利用热电偶连接数显装置的温度监测设备,在完成室外模拟监测钢桥面铺装结构内部温度试验检测方法和隔热降温型铺装结构设计的基础上,对分别基于MMA+纳米SiO_2气凝胶保温毡+GA+SMA钢桥面铺装结构和掺轻质空心玻璃微珠的MMA+GA+SMA钢桥面铺装结构以及MMA+GA+SMA普通钢桥面铺装结构进行了同一试验环境下的沥青铺装层内部温度监测。试验结果显示:相比普通钢桥面铺装结构,纳米SiO_2气凝胶保温毡对沥青铺装层可实现约18%的平均降温幅度,掺轻质空心玻璃微珠的MMA对沥青铺装层可实现约11%的平均降温幅度。综合沥青铺装层内部温度波动范围、平均降温幅度以及钢板与沥青铺装层温度的差异大小3个方面评判,认为设置有纳米SiO_2气凝胶保温毡的钢桥面铺装结构对沥青铺装层的隔热降温作用最为显著。     

纳米TiO_2封层式光催化分解尾气型沥青路面研究纳米

该文针对薄层式和微表处式两种纳米TiO_2封层式光催化分解尾气型沥青路面的研究,利用自主开发设计的一套光催化尾气分解试验设备及试验相关方案,分别在紫外光和室外自然光照下对不同TiO_2掺量的薄层式及微表处式混合料进行尾气降解试验研究,并对两种不同TiO_2掺量下的混合料进行路用性能评价,分析表明:一定掺量的纳米TiO_2可有效改善混合料的水稳定性和高温稳定性,TiO_2掺量为60%(占矿粉比例)时的薄层式混合料和TiO_2掺量为50%时的微表处式混合料具有较好的尾气降解效果及良好的路用性能。     

橡胶微膨胀混凝土抗压和抗折强度试验研究

为研究膨胀剂与橡胶颗粒对混凝土抗压强度与抗折强度的影响,研究了在混凝土中掺入不同种类及不同掺量的膨胀剂和不同比例的橡胶颗粒的力学性能。试验结果表明,在混凝土中加入膨胀剂能提高混凝土的抗压强度,抗折强度,弥补了橡胶加入后混凝土强度的部分减少量,其中膨胀剂掺量为10%,橡胶掺量为6%时,两者复掺的性能优于其他掺量的混凝土试件,CSA膨胀剂的掺加对混凝土试件强度的提高要优于CHA膨胀剂。     

玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料汽车尾气降解效能研究

为了掌握水溶液涂覆式玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料的汽车尾气降解效能,选择美国进口的波特Q-CEL5020型玻璃微珠和国产的锐钛矿型纳米TiO_2为原材料,制备了掺量分别为2%,4%,6%,8%和10%的玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料,通过自制的环境试验测试设备,研究了水溶液涂覆式复合材料对汽车尾气氮氧化物浓度降解的规律,计算评价了NO, NO_2, NO_x气体在单阶段和多阶段的降解效能,分析了玻璃微珠-纳米TiO_2对尾气降解效率和衰减率的影响,探讨了水溶液涂覆方式下玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料的最佳掺量。试验结果表明:单阶段汽车尾气降解过程中,玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料对氮氧化物的降解效果非常显著,平均氮氧化物的转化率达到88.5%;多阶段循环降解方式下,该复合材料对NO的持续降解能力高于NO_2和其他NO_x气体。水溶液涂覆方式下,玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料最佳掺量为8%。     

有机硅憎水剂对透水混凝土性能影响研究

选用3种有机硅憎水剂材料，分别将不同掺量(0、0.1%、0.3%、0.6%、1.0%,有效成分占水泥质量比)的憎水剂内掺到透水混凝土中，通过抗压强度、有效孔隙率、透水系数和吸水率试验，研究不同类型不同掺量有机硅憎水剂对透水混凝土性能的影响。结果表明：3种有机硅憎水剂均不同程度地降低了试件28 d龄期的抗压强度，且都存在最佳掺量；乳液型憎水剂较粉末型憎水剂对28 d龄期下试件的抗压强度影响更小，硅烷乳液在最佳掺量0.6%时，其抗压强度仅下降2.0%;内掺有机硅憎水剂均加大了试件有效孔隙率，最佳掺量下其透水系数显著增大，最大增长率为133.3%;憎水剂在透水混凝土孔隙中形成膜结构，对试件吸水率有较大影响，吸水率较对照组最大可降低50%。研究成果可以为有机硅憎水剂材料在透水混凝土领域的实际工程运用提供一定的技术参考。     

低液限粉土路基复掺改良试验研究

采用正交试验和极差分析法,对低液限粉土进行复掺改性试验,结果表明掺加膨润土能明显改善粉土的密实度,掺量为9%时干密度和回弹模量达到最大值;对低液限粉土进行强度及压缩性复掺改良试验,并通过极差分析计算,确定低液限粉土的最佳改良掺比为水泥4%+水玻璃∶氯化钙=3∶1+石灰4%+聚丙烯纤维0.3%;在复掺配比的基础上进行掺入和未掺入膨润土物理力学参数对比,掺入9%膨润土后粉土的抗弯沉性能更佳,最佳复掺配比为水泥4%+水玻璃∶氯化钙=3∶1+石灰4%+聚丙烯纤维0.3%+膨润土9%。     

纳米改性沥青的制备及其混合料路用性能研究

为了评价纳米材料对SBS沥青性能及其混合料性能的影响,采用表面活性剂对纳米材料进行改性,改变了纳米粒子的表面性质,使其在沥青中可以均匀分散和稳定存在。当纳米CaCO_3、纳米ZnO和纳米TiO_2的质量比为1∶2∶1,表面活性剂质量分数为1.5%～2.0%,交联剂质量分数为0.4%时,对SBS沥青的改性效果最好。相较于SBS改性沥青混合料,纳米改性沥青混合料的冻融劈裂强度比、车辙试验的动稳定度和低温抗开裂能力有所提高,残留稳定度变化不大。沥青混合料的高低温性能和水稳定性均得到改善。同时,在光照不足的密闭环境中,纳米改性沥青对汽车尾气也有一定的降解作用。     

可降解汽车尾气的排水性沥青混合料性能评价

为研究掺加TiO_2的排水沥青混合料降解汽车尾气的效果和水稳定性,将TiO_2以二次改性的方式掺加到沥青中,制备试件进行催化汽车尾气性能试验、水稳定性试验,得到TiO_2的最佳掺量为8.5%(与沥青质量比),并验证其对混合料水稳定性有一定的提升作用。另外,通过评价不同空隙率沥青混合料对汽车尾气的降解效果和水稳定性的影响,最后综合建议可降解尾气的排水沥青混合料的最佳空隙率为15%~19%,且相对越大越好。     

掺钢纤维无配筋UHPC矩形梁抗扭性能试验研究

为研究掺钢纤维无配筋超高性能混凝土(UHPC)矩形梁的抗扭性能,分析钢纤维类型对梁体纯扭受力行为的影响,设计制作4根UHPC矩形梁[包括未掺钢纤维试件1根;掺短圆直、长圆直、端钩钢纤维试件各1根(钢纤维长分别为13,20,13 mm,直径均为0.2 mm,体积掺量均为2%)],并设计1套纯扭加载装置进行试件纯扭试验。基于试验结果,分析各试件在纯扭作用下的扭矩～扭率曲线、开裂和极限扭矩、扭矩～应变曲线、裂缝分布等,并推导UHPC矩形梁的抗扭承载力计算公式,将计算值与试验值进行对比验证。结果表明：掺入钢纤维使UHPC试件由脆性破坏变为延性破坏,且开裂和极限扭矩均有明显提升,最大提升幅度分别为45.6%和100.6%;当体积掺量不变时,钢纤维类型对无配筋UHPC梁开裂扭矩和扭率影响较小,但对极限扭矩和扭率以及裂缝分布有较大影响;掺端钩纤维试件和掺长圆直纤维试件的抗扭承载力和延性均优于掺短圆直纤维试件;掺钢纤维UHPC梁在纯扭作用下的主拉和主压应变显著高于未掺试件,表明钢纤维可以有效“桥联”UHPC基体;试件的抗扭承载力试验值和计算值比值的平均值为0.93,标准差为0.09,说明提出的抗扭承载...