路面用水泥配比优化与基本性能验证

为了分析水泥配比、混合材比例及助磨剂对水泥基本性能的影响,对不同水泥熟料配比、混合材、助磨剂掺量的水泥进行细度、标准稠度、凝结时间、抗压与抗折强度测试。结果表明:随着水泥熟料用量的增加,普通硅酸盐水泥的比表面积减小,安定性不受影响,强度增加;随着助磨剂掺量的增加,水泥的比表面积变化相对明显,对水泥的抗压强度、抗折强度都没有明显的影响。     

水泥对乳化沥青冷再生材料性能影响的宏微观分析

为了研究水泥对乳化沥青冷再生材料性能的作用机理和确定水泥掺量的最佳范围,本研究对不同水泥掺量(0%~5%)的乳化沥青冷再生材料进行了微观形貌观测和化学成分分析,并对乳化沥青混合料性能进行宏观力学测试。通过扫描电镜测试和电子能谱分析表明:(1)扫描电镜观测到的纤维状晶体确实为水泥与混合料中的水相发生水化反应生成的水化产物,这些水泥水化产物和沥青形成的胶浆复合物在空间中呈立体网格结构;(2)水泥掺量为1%~2%时,水泥水化后的产物没有形成棱角分明的纤维晶体,呈圆柱状,纤维较短(10μm),大多分布在5μm左右,当水泥掺量大于3%时,水化后的晶体分布致密,呈针状,纤维较长(部分水泥水化产物晶体长度 20μm);(3)这些水泥水化产物对乳化沥青冷再生混合料具有"加筋"作用,能够提高乳化沥青冷再生混合料的早期强度。通过高温车辙试验、小梁低温弯曲试验及抗水损害试验研究发现:(1)乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性和水稳定性随着水泥掺量的增加而提高;(2)低温性能随着水泥掺量的增加呈现先升高后降低的变化特性,当水泥掺量在1%~2%范围内,乳化沥青厂拌冷再生混合料性能最佳。     

公路基层聚丙烯纤维水泥稳定土力学性能试验研究

在水泥稳定土中掺入不同长度、不同掺量的聚丙烯纤维,制备了聚丙烯纤维水泥稳定土(PFCS),通过击实试验确定最佳含水量及最大干密度,采用抗压强度试验及抗劈裂性能试验,分别研究了聚丙烯纤维的掺入对水泥稳定土的抗压强度及抗劈裂性能的影响。结果表明:掺入5%水泥的PFCS最佳含水率与干密度分别为17.3%、1.749g/cm~3;当水泥与聚丙烯纤维掺量相同时,PFCS的无侧限抗压强度随养护龄期的增加而提高,且纤维长度越长对水泥稳定土基体的裂缝抑制作用越明显;随着纤维掺量及长度的增加,水泥稳定土7d无侧限抗压强度随之增大,抗裂性能显著增强。     

偏高岭土对水泥土强度影响的试验研究

为了解偏高岭土对水泥土强度的影响,通过室内无侧限抗压强度试验,对不同偏高岭土掺量、不同龄期条件下的水泥土强度进行了测试。结果表明:当水泥掺量一定时,随着偏高岭土掺量的增加,水泥土抗压强度均有不同程度的增长;当偏高岭土掺量为3%时,水泥土抗压强度增幅达到普通水泥土抗压强度的27%左右。同时,对偏高岭土在水泥土中的作用机理进行了分析。     

含赤泥土壤固化剂改良粉质黏土的路用性能研究

对含赤泥土壤固化剂(土凝岩)改良粉质黏土与水泥改良土进行对比,开展击实、标养与浸水养生后无侧限抗压强度试验,并对土凝岩改良土的水稳定性进行分析。结果表明:标准养生后,土凝岩改良土强度较水泥改良大幅度提升,28d时较水泥改良土提高了100%~150%。且随着土凝岩掺量、养生龄期的增加,抗压强度呈上升趋势。浸水养生后,水泥改良土强度较标准养生提高了10%~40%,而土凝岩改良土则下降10%~24%。但同种掺量、养生龄期情况下,土凝岩改良土还是较水泥改良土提高了0.3~1.7 MPa。土凝岩改良土强度水稳定系数随养生龄期的增加先降低后趋于稳定,且掺量越大,稳定值越大。试件吸水量随养生龄期的增长而增加,随土凝岩掺量增大而减少。     

碳纤维水泥基复合材料加固节理岩体试验（双语出版）

为了研究碳纤维水泥基复合材料对节理岩体的加固效果、加固机理及最优碳纤维掺量值,在超细水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰等修复材料中,考虑0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%这5种不同的碳纤维掺量,对加固前、后节理岩样分别进行了直剪试验。研究结果表明：加固前、后节理岩样的剪切力-剪切位移曲线变化特征明显,由无峰值强度曲线转变为有峰值强度曲线,并出现明显的应变软化阶段和残余强度阶段;碳纤维掺量（质量分数）从0增加到1.00%时,节理岩样的峰值抗剪强度、残余抗剪强度在5种法向应力下分别提高13.0%~54.1%和0.61%~44.7%,剪切刚度增大32.4%~216.8%,黏聚力和摩擦角分别增大127.3%~266.5%和4.3%~20.4%;当碳纤维掺量为0.75%左右时,节理岩样加固后抗剪性能的综合增强效果最为明显;结合节理面形貌特征和加固后剪切破坏面特征分析发现,水泥浆复合材料对节理面具有较好的充填作用和胶结作用;在水泥基材中掺入碳纤维时,一方面类似于“加筋”材料,可在纯水泥浆的基础上进一步提高浆体的强度和整体性,限制节理面剪切过程中微裂纹的开展,另一方面碳纤维对受剪浆体提供了较好的“锚固”作用,进一步增加浆体与节理面的粘结性能,使得浆体本身、浆体与节理面之间胶结面的抗剪性能明显增强,从而显著提升加固后节理岩体的综合抗剪性能。     

低掺量水泥土强度特性试验研究

模拟低掺量水泥土在工程中的应力状态,利用静三轴CU试验研究了水泥掺入比小于5 %的低掺量水泥土的应力-应变关系及强度特性,探讨了在不同水泥掺量情况下水泥土抗剪强度指标的变化规律,分析了素土和水泥土的变形破坏模式。结果表明:水泥土强度随水泥掺量增加而提高,当水泥掺入比大于15 %时,水泥土的强度和抵抗变形的能力较素土有显著的增强。     

碳纤维水泥基复合材料加固节理岩体试验

为了研究碳纤维水泥基复合材料对节理岩体的加固效果、加固机理及最优碳纤维掺量值,在超细水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰等修复材料中,考虑0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%这5种不同的碳纤维掺量,对加固前、后节理岩样分别进行了直剪试验。研究结果表明:加固前、后节理岩样的剪切力-剪切位移曲线变化特征明显,由无峰值强度曲线转变为有峰值强度曲线,并出现明显的应变软化阶段和残余强度阶段;碳纤维掺量(质量分数)从0增加到1.00%时,节理岩样的峰值抗剪强度、残余抗剪强度在5种法向应力下分别提高13.0%~54.1%和0.61%~44.7%,剪切刚度增大32.4%~216.8%,黏聚力和摩擦角分别增大127.3%~266.5%和4.3%~20.4%;当碳纤维掺量为0.75%左右时,节理岩样加固后抗剪性能的综合增强效果最为明显;结合节理面形貌特征和加固后剪切破坏面特征分析发现,水泥浆复合材料对节理面具有较好的充填作用和胶结作用;在水泥基材中掺入碳纤维时,一方面类似于"加筋"材料,可在纯水泥浆的基础上进一步提高浆体的强度和整体性,限制节理面剪切过程中微裂纹的开展,另一方面碳纤维对受剪浆体提供了较好的"锚固"作用,进一步增加浆体与节理面的粘结性能,使得浆体本身、浆体与节理面之间胶结面的抗剪性能明显增强,从而显著提升加固后节理岩体的综合抗剪性能。     

水泥替代矿粉对沥青混合料性能的影响

沥青混合料中常掺入部分活性矿粉提高沥青与集料的粘结力,为了节约矿石材料,用水泥替代沥青混合料中部分矿粉,通过室内试验研究不同水泥替代量下沥青混合料的性能。试验结果表明,水泥替代20%~40%矿粉时,沥青胶浆的软化点和延度较高;水泥掺量为2%时沥青混合料的马歇尔稳定度达到最大值17.1kN;水泥掺量为4%时劈裂强度最大为0.64MPa,当水泥替代量大于2%时,其动稳定度增长缓慢,因此,为了保证沥青混合料的性能,同时节约矿物材料,建议水泥含量为2%~4%。     

聚丙烯纤维水泥土抗压强度及干湿循环耐久性能试验研究

为增强水泥土受力性能,充分利用纤维的加筋作用,基于试验探究了水泥土掺量、聚丙烯纤维掺量及长度对水泥土无侧限抗压强度的影响规律,聚丙烯纤维掺量对水泥土干湿循环耐久性能的影响。结果表明:试验中聚丙烯纤维掺量0～0.3%、纤维长度3～12mm范围内,随着聚丙烯纤维掺量及长度的增加,水泥土掺量的提高,水泥土无侧限抗压强度增大;随着聚丙烯纤维掺量的增加,干湿循环作用后水泥土质量损失、强度损失均下降,水泥土抵抗干湿循环性能增强。     

双掺废渣对透水混凝土的协同效应

研究了粉煤灰和钢渣的单掺和双掺部分取代水泥作为胶结料对透水混凝土性能的影响。结果表明:单掺粉煤灰对透水系数没有明显影响,但是使早期抗压强度降低,后期抗压强度升高;单掺钢渣使透水混凝土的早期抗压强度降低,后期抗压强度先升高后降低。粉煤灰和钢渣的双掺对胶结料各组分的水化具有协同促进作用,显著提高透水混凝土的强度。当粉煤灰掺量为15%~20%,钢渣掺量为10%~15%时,透水混凝土的抗压强度较高。     

铁尾矿砂水泥复合土的力学性能研究

为了研究铁尾矿砂水泥复合土的力学性能,通过室内无侧限抗压试验、抗折试验,研究铁尾矿砂水泥复合土的抗压强度、抗折强度随水泥掺量、龄期及铁尾矿砂掺量的变化规律。试验研究表明:铁尾矿砂水泥复合土的抗压强度和抗折强度都随水泥掺量增加而逐渐增加;当水泥掺量超过某一界限值时,增长较缓慢;其抗压强度和抗折强度随龄期的增长而逐渐增加,但后期增长较缓慢;在铁尾矿砂掺量小于25%的条件下,与纯水泥土相比,铁尾矿砂水泥复合土的抗压、抗折强度略有增加。应用Matlab软件拟合出抗压、抗折强度与铁尾矿砂掺量的函数关系。     

水泥改良海南滨海砂路用性能研究

通过XRD射线衍射、筛分试验对海南东南部滨海砂的基本物理性质进行了研究,并对水泥改良砂开展了击实、压缩、承载比、无侧限、微观试验,论证了水泥改良方案的可行性。结果表明:海南砂,素砂和水泥改良砂最优含水率为11.5%~13.1%,最大干密度则随着水泥掺量的增加而增加。水泥掺量为2%,6%,10%的改良砂养护1个月后压缩模量、承载比均满足相关规范要求。水泥掺量10%的改良砂养护1周及水泥掺量6%的改良砂养护2周的强度能够满足二级及以下等级公路底基层填料的要求,用作路基填料时,建议水泥掺量在6%以上。     

纤维对水泥稳定碎石基材抗弯拉强度影响试验研究

纤维掺入水泥稳定碎石中,研究其对基材抗弯拉强度的影响。结果表明,纤维对水泥稳定碎石基层弯拉强度的增强存在一个最佳掺量值,当掺量低于该值时,其对基材抗弯拉强度的增强作用随着掺量的增加而增加,当掺量高于该值时,则随着掺量的增加而逐渐降低。     

滨海软土水泥土强度特性试验研究

分析了软土的工程特征,并就两种典型软土——淤泥和淤泥质黏土进行了水泥土配方试验,分析了固化龄期、水泥掺量、粉喷与浆喷形式、软土本身性质对水泥土强度的影响。研究发现:①水泥土强度随着固化龄期的增长而逐渐提高,前28 d强度增长较快,约占90 d强度的66%~78%,28 d后增长趋缓;强度与龄期的关系可表示成对数关系。②水泥土强度随水泥掺量的增加而增大,两者近似呈线性关系,斜率在0.07~0.10之间。③粉喷水泥土强度比浆喷的要高12%~36%。最后基于试验结果设计了水泥搅拌桩复合地基。     

基于级配优化对掺水泥泡沫沥青就地冷再生混合料高温性能的影响

研究了水泥、机制砂、19~26.5 mm粗集料掺量对泡沫沥青冷再生混合料高温稳定性能的影响。结果表明:随着水泥用量增加,冷再生混合料高温稳定性能逐渐增加,至少提高160%;随机制砂掺量增加,冷再生混合料高温稳定性能,先增大后减小,当机制砂用量为20%时,高温稳定性能至少提高62%;随19~26.5 mm粗集料用量增加,冷再生混合料高温稳定性能,先增加后减小,当粗集料用量为10%~20%时,冷再生高温稳定性能,至少提高105%;基于高温稳定性能进行级配优化时,应优选考虑掺加1.5%水泥和10%~20%的19     

不同掺量的粉煤灰对水泥土力学性能的影响

为了研究粉煤灰掺量对水泥土强度的影响,对4组不同掺量的粉煤灰进行了无侧限抗压强度试验,并在水泥掺量和粉煤灰掺量均为9%的试样中掺入不同粒径的天然鹅卵石和破碎花岗岩,分析掺粉煤灰水泥土与砾石的联合作用。结果表明:随着粉煤灰掺量增大,无侧限抗压强度增大;当粉煤灰掺量高于水泥掺量,强度增长不明显;掺砾试样抗压强度大于未掺砾试样强度,且掺入天然鹅卵石试样比掺人工破碎灰岩强度低。     

水泥粉煤灰稳定碎石基层的耐久性

为了研究水泥粉煤灰稳定碎石的路用性能,将粉煤灰当成细集料考虑,采用不同的配合比制备试件,对其抗冲刷性能、疲劳性能和抗冻性能进行了分析、研究结果表明:粉煤灰掺量不宜过多,尽量不超过10%;当粉煤灰掺量为10%时,冻融前强度比较高,但是冻融后强度损失较大;考虑抗冲刷性能和抗冻性能,水泥掺量不宜小于5%     

高等级公路聚合物水泥砂浆抗压强度的试验研究

采用烷氧基硅烷KH 550有机硅聚合物进行普通水泥砂浆的改性,研究了其不同含量对水泥砂浆抗压强度、抗折强度、粘结强度的影响。结果表明:试件抗折强度随养护龄期增加提升明显,在养护龄期相同时,与未添加有机硅的基准试件相比,掺入1.5%~5.5%的有机硅试件抗折强度下降较小;抗折强度随有机硅掺量增多逐步下降。试件单轴抗压强度随养护龄期的增加呈上升趋势,在养护龄期相同时,试件抗压强度随有机硅掺量增加逐渐下降。在养护龄期28 d后,随着有机硅掺量的增加,聚合物水泥砂浆单轴抗压强度逐渐降低。随着龄期的延长,聚合物改性砂浆的粘结强度逐渐增强,在龄期相同时,粘结强度随有机硅含量的增加则逐渐减小。未添加有机硅的普通水泥砂浆内部具有较大空隙和明显裂缝,整个结构为非连续,掺入有机硅的聚合物水泥砂浆为连续网架结构,未水化水泥颗粒和界面区裂缝难以辨别。     

粉煤灰水泥混凝土路面性能研究

研究了粉煤灰掺量对水泥混凝土弯拉强度、弹性模量、折压比和耐磨性的影响。粉煤灰水泥混凝土28 d强度随粉煤灰掺量增加而降低,而56 d的弯拉强度有大幅度提高;粉煤灰水泥混凝土弯拉弹性模量普遍提高,折压比增加;粉煤灰水泥混凝土耐磨性在粉煤灰掺量为10%时有所改善,而随粉煤灰掺量增加,耐磨性降低;从水泥混凝土28 d耐磨性角度考虑,用于路面的粉煤灰水泥混凝土最大粉煤灰掺量为20%,超过此值,则水泥混凝土耐磨性降低。