RAP表面特性改性及其对混合料性能影响的实验研究

本文对RAP表面的老化沥青采用三氯乙烯进行分层剥离分析,通过接触角的测试对RAP表面特性进行相关的研究;以Ca(OH)2,硅烷偶联剂改性Ca(OH)2两种物质对沥青表面进行改性来研究乳化沥青在老化沥青表面的粘附性;在后续的研究中针对RAP采用三氯乙烯,Ca(OH)2浆液以及硅烷偶联剂改性Ca(OH)2浆液30℃下浸泡30min进行不同的表面处理,通过粘附性测试、马歇尔实验及劈裂试验研究RAP表面处理对冷再生混合料性能的影响。最终得出,采用不同的表面处理措施可以有效降低乳化沥青在老化沥青表面的接触角,增加粘附性;制备的冷再生沥青混合料马歇尔稳定度、劈裂强度均有所改善。     

玻璃纤维增强筋的高温耐碱性能试验

参考国内外关于玻璃纤维增强筋耐碱性能试验方法,将玻璃纤维增强筋分别浸泡于60℃碱性溶液中0、15、30、60和90d,并对浸泡后的玻璃纤维增强筋进行了拉伸试验。试验结果表明:由乙烯基树脂和E-glass复合而成的玻璃纤维增强筋在碱性环境下力学性能保持良好,但存在一定的拉伸强度损失。在碱性溶液中浸泡90d后,平均剩余强度大于70%,拉伸强度值仍远大于标准设计强度值;浸泡前期拉伸强度变化明显,浸泡后期(在60~90d之间)玻璃纤维增强筋的性能保持稳定,试验用玻璃纤维增强筋的力学性能在碱性环境下保持较好。     

不同pH值对桂林改良红粘土塑性和胀缩性的影响

为研究不同pH值条件下桂林改良红粘土的工程性质,通过控制不同溶液酸碱度、水泥、粉煤灰掺量、浸泡时间来进行液、塑限联合测定法、自由膨胀率试验研究。研究结果表明,桂林红粘土液、塑限受水泥掺量影响最大且呈正相关关系,掺灰红粘土液、塑限与粉煤灰掺量、pH值呈负相关关系,塑性指数与龄期总体呈负相关,自由膨胀率与溶液pH值大体呈正相关关系,与水泥掺量呈负相关关系,掺灰红粘土自由膨胀率总体上随浸泡时间呈递增趋势。主要原因是不同酸碱环境下掺入物与红粘土物理化学反应使颗粒之间连接、排列方式、空间结构改变,导致结合水膜厚度改变所致。     

大掺量矿渣微粉的碱激发机理研究

为了揭示大掺量矿渣碱激发机理,该文立足于三因素三水平正交设计同时结合宏微观性能测试和微结构分析,通过探究Ca(OH)₂、Na₂SiO₃、Na2_SO₄、CaSO₄以单掺、双掺形式得到不同类型的激发剂对混凝土初、终凝、孔溶液pH值、强度的影响,可得如下结论：(1)对复合胶凝材料硬化浆体强度影响程度为：激发剂类型>掺量>双掺比例;(2)双掺最佳掺量4%,最佳组合为Ca(OH)₂和Na₂SiO₃,最佳比例为5∶1;(3)激发剂作用下复合胶凝材料的初、终凝时间均缩短,孔溶液pH值均大于空白组,宏微观结果表明：龄期28 d时激发剂类型为Ca(OH)₂和Na2_SiO₃、掺量为4%、双掺比例为5∶1时硬化浆体的水化结晶相紧密程度最高。     

酸性环境对不同材料组成混凝土侵蚀深度的试验研究

采用硝酸溶液配制pH值为2～2.5的酸溶液,对不同水胶比、胶凝体系以及抗腐蚀组分组成的混凝土进行了浸泡侵蚀试验,测试了不同侵蚀时期,酸溶液对混凝土的侵蚀深度。结果表明,侵蚀390d时,混凝土水胶比由0.3增大到0.32,侵蚀深度增大了15%;掺入15%粉煤灰的混凝土以及15%的粉煤灰和5%的硅灰双掺混凝土,较纯水泥混凝土的侵蚀深度分别降低了13.3%和20.8%。掺入适量的抗腐蚀组分后,混凝土早期侵蚀深度降低不显著,但270d后侵蚀深度较未掺抗腐蚀组分的混凝土显著降低。酸溶液对混凝土的侵蚀深度与侵蚀时间呈现较好的二次函数关系,相关系数R2均大于0.95。采用粉煤灰与硅灰双掺再加入适量的抗腐蚀组分能够有效提高混凝土抵抗酸溶液侵蚀的能力。     

3种常见基层材料的冲刷溶蚀试验分析

基层材料主要形式以石灰稳定类和水泥稳定类为主。但鉴于施工质量层次不齐,基层受到水的浸泡和作用在所难免。本文以3种半刚性基层材料为研究对象,设计了溶蚀试验,采用不同次数冲刷条件下,试件表面构造深度和溶液中的Ca(OH)2浓度的变化,探索基层材料在溶蚀和水头冲刷联合作用下的破坏情况,得到以下结论:3种半刚性基层材料的溶蚀试验具有相似的规律,二灰碎石土的溶蚀作用最为显著,在溶蚀作用开始后,试件最早达到破坏;在最初的溶蚀速率增大后,存在一个相对稳定期,维持一段时间后试件发生破坏;溶蚀作用与冲刷试验导致的试件破坏结果是叠加的,半刚性基层材料的破坏是两者双重作用的结果。     

接触溶蚀条件下喷射混凝土钙离子析出规律探究

隧道排水系统中碳酸钙结晶是造成排水管堵塞的重要原因，其主要来自于混凝土中析出的游离钙离子等产物。为研究接触溶蚀条件下喷射混凝土析出钙离子的规律，配制了固定配合比的一批混凝土试块，开展了为期30 d的去离子水浸泡试验，测试了溶液中的钙离子浓度、析出量和溶液pH值的变化情况。结果显示：经过28 d标准养护后取出并随即浸泡的试块，浸泡周期内单块试块钙离子溶出量低于20 mg·L^-1;脱模后立即放入去离子水进行浸泡的试块，在浸泡周期内水溶液pH值保持在12.5～12.8,单块试块钙离子溶出浓度最高为164.2 mg·L^-1;脱模后立即放入去离子水浸泡的试块，若以24 h为周期进行每次1 L去离子水的固定体积换水，并对每次换下的水溶液进行钙离子浓度检测后计算钙离子质量，得出浸泡周期内水溶液pH值从12.4逐渐递减11.0,单个试块平均溶出的钙离子质量为1 092.78 mg,最高达1 149.21 mg;取脱模后的试块切割为等高度的三部分后进行浸泡，不换水条件下试块钙离子溶出量最高为227 mg·L^-1,换水条件下试块在30 d内...     

石墨烯对水泥基材料耐久性的影响

为研究石墨烯(G)对水泥基材料耐久性的影响,通过掺配G水泥基材料并对试件进行Na_2SO_4、NaCl浸泡试验、扫描电镜(SEM)分析来研究G对于水泥基材料的耐久性影响。试验发现,水泥基材料在经过180 d的硫酸盐溶液浸泡后,相较于不掺加G的试件,掺有0. 045%G的水泥基材料试件的质量损失率最小。SEM分析表明,G的加入可以改善水泥基材料的内部结构,使其内部更加致密,从而提升其耐久性。     

胶粉预处理方式对橡胶混凝土韧性的影响及作用机理研究

橡胶粉的加入能改善混凝土的韧性,然而橡胶粉与骨料、水泥结合料的粘结性较差,对混凝土韧性的改善程度有限,为了最大限度提高橡胶混凝土的韧性,必须对橡胶颗粒表面进行处理。该文通过试验对比研究了自来水清洗、Na_2CO_3溶液清洗、甲醇溶液清洗和低温等离子处理等不同橡胶颗粒预处理方式对混凝土韧性的影响规律,并分析了不同处理方式的作用机理。试验结果表明:与自来水浸泡清洗橡胶粉相比,Na_2CO_3溶液清洗、甲醇溶液清洗、低温等离子处理均能改善橡胶颗粒表面的微观形态,有效提高橡胶混凝土的韧性,其中,低温等离子处理橡胶颗粒后的橡胶混凝土韧性提升幅度最大,弯曲韧性和抗冲击韧性对应的弯曲应变能和抗冲击应变能分别增大约32.0%、38.6%。除此之外,溶液浓度及对橡胶颗粒的预处理时间也对橡胶混凝土的韧性产生一定影响,随着溶液浓度的增大,橡胶颗粒预处理时间的延长,对应的橡胶混凝土的韧性会有所改善,但效果相对有限。     

碱激发水泥粉煤灰体系对再生沥青混合料性能的影响

设定不同配合比的再生沥青混合料(RAP)和水泥粉煤灰掺量,通过标准击实试验、无侧限抗压强度、水稳定性和SEM测试,研究了碱激发水泥粉煤灰体系对RAP混合料的性能影响。结果表明:RAP中沥青与稳定土质量比(A/S)为3/5时,最大干密度和最佳含水量随着粉煤灰与水泥掺量的增大而增大。在使用的材料体系中,A/S=3/5,掺1.1%NaOH、6%水泥、6%粉煤灰、用水量7.4%时,再生沥青混合料的性能最好。试件浸水后抗压强度普遍降低,但与干燥试件变化趋势一致。SEM测试表明:NaOH能够激发混合料中粉煤灰的潜在活性,与Ca(OH)_2以及熟料水化生成的C-S-H凝胶发生了二次火山灰反应,促进了混合料抗压强度的提高。     

超细矿粉水泥土配合比设计及耐久性试验研究

采用正交试验设计超细矿粉水泥土配合比,通过室内冻融循环试验和抗腐蚀试验研究超细矿粉水泥土的耐久性。结果表明,水泥掺量对超细矿粉水泥土无侧限抗压强度的影响最显著,水泥掺量≥6%或Ca(OH)₂掺量≥0.6%时,抗压强度提高幅度较小,建议超细矿粉水泥土配合比为水泥掺量6%、超细矿粉掺量8%、Ca(OH)₂掺量0.6%;超细矿粉水泥土的抗冻性、抗腐蚀性优于普通水泥土,超细矿粉水泥土的质量损失率较10%水泥掺量改良土降低约36.0%,冻融残留强度比提高约2.7%,在Na₂SO₄溶液浓度为1.5 g/L时,普通水泥土与超细矿粉水泥土的抗压强度和抗腐蚀系数最大,超细矿粉水泥土的抗压强度较普通水泥土提高约12.8%,且Na₂SO₄溶液下超细矿粉水泥土前28 d抗压强度增长显著。     

硫酸侵蚀环境下水泥土多元线性回归强度模型

通过模拟试验探讨了在不同H2SO4侵蚀环境下不同龄期的水泥土表观变化和抗压强度衰减规律,得出了水泥土表面腐蚀程度随着侵蚀时间的增长和H2SO4介质浓度的增大而增加,水泥土抗压强度随H2SO4浓度的增大而减小;分析了H2SO4溶液的pH值和SO4-2浓度随时间的变化关系,得出随着时间的增长侵蚀溶液的pH值增大SO4-2浓度则呈下降趋势.研究认为:受H2SO4侵蚀的水泥土强度改变与环境溶液的pH值、SO4-2浓度和时间密切相关.在该基础上建立了考虑H2SO4侵蚀环境下pH值、SO4-2浓度、时间多因素的多元线性回归的水泥土强度Q-T,pH,S模型,经对比预测值与实测值,证明两者比较接近.     

盐渍土改良机理研究

为研究盐渍土的改良机理,首先分别研究了石灰、粉煤灰和水泥的工程特性,然后深入分析了石灰改良盐渍土、石灰粉煤灰改良盐渍土和石灰粉煤灰水泥改良盐渍土的机理,对比研究了盐渍土改良微观试验,对盐渍土改良效果进行了分析。结果表明:石灰改良盐渍土主要通过石灰的水化、离子交换、Ca(OH)2的结晶、Ca(OH)2的碳酸化、火山灰反应和化学作用来实现盐渍土的改良;二灰改良盐渍土通过离子交换及团粒化作用、硬凝反应、碳酸反应和氯离子与粉煤灰的反应来实现盐渍土的改良;三灰改良盐渍土不但具有以上的化学物理反应来实现盐渍土的改良,更可通过水泥自身的水化来增加强度;盐渍土含有的易溶盐NaCl、Na2SO4中的Cl-、SO42-可与改良剂反应,使得改良盐渍土的效果更好。     

规范中混凝土表面有机硅渗透剂吸水率试验方法讨论

主要讨论了英国公路局出版的<路桥设计手册>(BD43/03)和我国交通部标准<公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范>(JTG/T B07-01-2006)中的混凝土表面采用有机硅渗透剂的吸水率试验方法的差异.通过试验,发现空白试件浸泡24 h后吸水基本饱和,而硅烷浸渍试件水浸泡21 d后仍处于吸水状态,建议对空白试件和硅烷浸渍试件的浸泡时间及其他试验步骤做适当修订.     

酸性溶液作用下砂岩损伤时效特性机制分析

为探究酸性溶液作用下砂岩损伤时效特征，以高黎贡山隧道岩溶段砂岩为试验研究对象，借助扫描电镜和XRD衍射试验分析酸性溶液对砂岩宏观形貌、缺陷形态、孔隙结构、矿物组成成分以及孔隙率的改造作用，在不同浸泡时间节点对不同溶液中砂岩试件的质量、尺寸及三轴抗压强度等进行测量。试验结果表明： 1）溶液pH越低，同一时间节点内试件的孔隙率、质量和尺寸相对变化越大，且在各溶液中初期变化速率达到最快，后期均呈平稳趋势； 2）在围压20 MPa条件下，与pH=7的溶液中49 d的岩样相比，pH=1的溶液中试件的三轴峰值抗压强度累计降低20.98%，其下降速率随时间推移而减缓，黏聚力与内摩擦角均随时间增加呈下降趋势，且黏聚力对酸性溶液的敏感程度高于内摩擦角； 3）在酸性溶液侵蚀作用下，试件内长石与方解石等组成成分大量消耗致使试件微观结构改变，且随着溶液pH值降低，试样孔隙间距增大，胶结物消耗加剧，溶蚀孔洞及微裂隙发育较好。     

粉煤灰掺量对水泥砾质土力学效应影响

为研究粉煤灰掺量对水泥土力学效应的影响,在水泥砾质土中分别掺入质量分数为0%、4%、8%、12%、16%和20%的粉煤灰,在7、28、90 d养护龄期下分别进行无侧限抗压强度试验、渗透试验和冻融循环试验。试验结果表明,7 d龄期时,随粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度和渗透系数基本保持不变。而冻融循环后,粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度降低,渗透系数增大。28 d和90 d龄期时,随粉煤灰掺量增多,试样无侧限抗压强度值先增大而后逐渐趋于平缓,而渗透系数先减小而后逐渐趋于平缓且有增大趋势。冻融后,试样无侧限抗压强度随粉煤灰掺量增大先增大后减少。而试样渗透系数和强度损失率随粉煤灰掺量增大先减小后增大,转折点粉煤灰掺量为12%。     

碱性环境隧道排水管结晶规律室内试验研究

我国西南地区修建的隧道存在着日益突出的排水系统结晶堵塞问题。为研究该环境下排水管结晶规律,基于地下水和结晶物分析结果,在实验室以PVC 管模拟隧道排水管、以纯CaCl2 和NaOH 试剂配制4 种pH 值(8、9、10、11)饱和溶液,分别进行试验管半充水和满充水2 种状态下8 种工况的56 d 结晶生长试验; 通过对晶体质量、XRD 和SEM 图分析,得出结晶规律。结果表明: 排水管结晶量随pH 值增大而增加,但受pH 值和充水状态的耦合影响;当pH 值为8~10 时,半充水管结晶量更高,结晶量受充水状态影响较大;当pH 值为11 时,在试验开始23 d 后满充水管结晶量逐渐高于半充水管,结晶量受pH 值影响较大。结晶体均为方解石,pH 值越大,晶体晶型以纺锤形为主、堆积越紧密、晶粒尺寸越小且均匀。     

可溶盐对水泥土强度影响的微观分析

为深入认识连云港地区软土中的易溶盐对水泥土搅拌桩桩身质量的影响,通过无侧限强度试验和扫描电子显微镜(SEM)及X-射线衍射试验研究方法,研究高含盐量特征对水泥土强度影响的内在原因。结果表明:Mg2 、Cl-、SO42-都对水泥土强度起了不同程度的负面作用,其中Cl-对早期和长期强度都有影响;Mg2 从中期开始发挥作用;SO42-则对水泥土长期强度影响较大。滨海地区软土及地下水中较多的Cl-,会与水泥成分和水化产物Ca(OH)2反应,一种强度较低的生成物会包裹在粘土颗粒表面,阻碍了水泥土的强度增长。当软土中含有较多SO42-时,大量钙矾石晶体的生成会使水泥土膨胀而变得疏松,从而使水泥土的长期强度变低。     

酸性溶液对花岗岩力学特性及微观结构的影响

为探究酸性溶液作用下花岗岩力学特性损伤机制，在pH值分别为7、5、3的化学溶液中对花岗岩试件进行72 d饱和处理，然后对饱和试件和自然干燥试件进行三轴压缩试验、核磁共振试验、电镜扫描试验（〖WT５”《TNR》〗scanning electron microscope, SEM〖WT５”ＢＺ〗）及X射线衍射试验，并对比分析不同化学溶液作用下花岗岩试件三轴抗压强度损伤、变形特征及力学参数的变化规律。试验结果表明： 1）花岗岩试件的三轴抗压强度、弹性模量及黏聚力随酸性溶液pH值降低而减小，泊松比随着pH值的降低而增大； 2）在酸性溶液的腐蚀作用下，试件内斜长石及方解石等矿物成分的消耗导致试件内部结构疏松程度增加，强酸作用下伴有微裂隙产生； 3）与自然干燥状态下的试件相比，在围压20 MPa的条件下经pH=3的酸性溶液酸化处理后的试件，其偏应力峰值强度降幅达39.94%； 4）花岗岩在酸性溶液作用下，部分矿物溶解、迁出，使得孔隙结构不断劣化产生大量次生孔隙，且酸性溶液pH值越低，中、大孔隙占比越高。     

基于粉煤灰、CaCl_2改良宁夏地区硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

为研究粉煤灰与CaCl_2对硫酸盐渍土盐胀特性的改良效果,设计正交试验,进行室内盐胀试验,分析了各因素对盐胀量的影响。结果表明:(1)含盐量为0~10%范围内时,试样在7d时盐胀量随含盐量增加而增加,且趋势减缓,在14d与28d盐胀量随含盐量变化呈现先增大、后减小、再增大的趋势,其中2%为峰值,5%为波谷;(2)随着粉煤灰掺量从0增加到20%,7d时盐胀量一直增加,14d和28d时盐胀量在10%之前增加,幅度较大,之后有所下降,掺量从20%增加到30%,盐胀量基本趋于稳定,由此得粉煤灰最优掺量为20%;(3)在CaCl_2掺量为0~2%内盐胀量呈现显著减小,之后基本趋于稳定,由此得CaCl_2的最优掺量宜为2%;(4)极差分析表明各因素对硫酸盐渍土盐胀量影响的顺序依次为CaCl_2掺量、含盐量、粉煤灰掺量。该研究可为硫酸盐渍土的工程处理提供参考。