水泥稳定炉渣碎石基层路用性能

为研究生活垃圾焚烧炉渣集料对水泥稳定碎石基层路用性能的影响规律,将0~9.5mm炉渣集料按照不同比例替代天然石料制备了水泥稳定炉渣碎石混合料,并测试了混合料的击实特性和无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、收缩特性及抗冻性.结果表明:炉渣集料掺量越高,混合料最佳含水率越大且最大干密度越小;水泥稳定炉渣碎石的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冻性均低于水泥稳定碎石;炉渣集料增加了试件的长期干缩变形,但降低了试件对失水率的敏感性,炉渣集料掺量不超过30%将减小试件温缩变形及对温度的敏感性.综合考虑,炉渣集料替代水泥稳定碎石中天然石料的质量分数宜在20%~30%.     

建筑拆除废弃物水泥稳定碎石力学特性及其设计参数

为了深入分析建筑拆除废弃物应用于公路工程中的可行性,通过室内试验揭示了龄期、新集料掺量等因素对建筑拆除废弃物水泥稳定碎石(CCWM)无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量等力学参数的影响规律,建立了各力学参数的预估模型,提出了CCWM各力学参数的推荐参考值.结果表明:CCWM无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量随着龄期和新料掺量的增加而增加;新集料掺量每提高20%,CCWM的无侧限抗压强度提高8%~90%,劈裂强度提高5%~75%,抗压回弹模量提高2%~21%;建立的预估模型能够较好地预测CCWM各力学参数变化规律;CCWM无侧限抗压强度和劈裂强度的推荐参考值分别为2.7~5.5和0.59~1.06MPa,用于弯沉计算和拉应力计算的抗压回弹模量推荐参考值分别为1 300~1 900和1 700~2 200 MPa,可供路面设计与施工参考.     

含砖粉碎料水泥稳定再生集料的力学性能

砖粉碎料的含量影响水泥稳定再生集料的力学性能.本文采用试验研究了水泥含量、砖粉碎料掺量和养护龄期对水泥稳定再生集料力学性能的影响,建立了这3种因素与无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和抗冻性能的关系.试验结果表明,随着砖粉碎料掺量的减少,水泥稳定再生集料的最大干密度增大,其最佳含水量减小;随着水泥含量的减少,水泥稳定再生集料的最大干密度减小,其最佳含水量基本不变;不同龄期水泥稳定再生集料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和抗冻性能都随着砖粉碎料掺量的增加而降低,随着水泥含量的增加而增加;以水泥含量和砖粉碎料掺量为变量建立了含砖粉碎料水泥稳定再生集料的无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量计算公式.     

粉煤灰与粒化高炉矿渣对水泥稳定碎石强度和收缩特性影响研究

为了系统评价活性粉末对水泥稳定碎石路用性能的影响,采用无侧限抗压试验、间接抗拉试验、干缩试验和温缩试验,研究了粉煤灰与粒化高炉矿渣单掺及复掺比例对水泥稳定碎石强度和收缩性能的影响规律。结果表明:粉煤灰、粒化高炉矿渣在单掺、复掺下均能通过填充效应及二次水化反应改善水泥稳定碎石力学特性和收缩特性,其中掺加粒化高炉矿渣的水泥稳定碎石强度增长较快,复掺粉煤灰与粒化高炉矿渣对水泥稳定碎石力学特性与收缩特性改善效果最佳。     

成型方式对厚层水泥稳定碎石基层路用性能影响

基于室内模拟试验研究了不同成型方式(振动成型和标准静压成型)对整体大厚度水泥稳定碎石基层路用性能(力学性能、体积变形性能和抗冲刷性能)的影响。结果表明:大激励振动一次成型厚层水泥稳定碎石基层上部结构的无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量均大于其下部结构,其差异性随龄期增长而降低,且上部与下部结构的力学性能兼高于标准静压成型水泥稳定碎石基层;两种方式成型对水泥稳定碎石干缩、温缩及抗冲刷性能影响规律与力学性能相同。     

纤维在水泥稳定碎石基层中的应用

为了减小水泥稳定碎石基层材料收缩变形量，增强其抗裂能力，向水泥稳定碎石材料中掺加了适量聚丙烯纤维。通过对比研究掺加聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石各龄期的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、疲劳寿命和抗裂系数等路用性能指标，认为聚丙烯纤雏能够显著改善水泥稳定碎石材料的路用性能。最后，通过观察实体工程芯样照片和调查早期裂缝数量，进一步验证了掺加聚丙烯纤维水泥稳定碎石基层路用性能的优越性。     

水泥稳定碎石基层在掺入乳化沥青后的性能影响

本文研究了水泥稳定碎石在掺入一定的乳化沥青后(即水泥稳定碎石 乳化沥青)对混合料的无侧限抗压强度、抗压回弹模量、回弹弯沉、反射性裂缝等的影响,试验表明,加入乳化沥青使水稳无侧限抗压强度、抗压回弹模量均有不同程度降低、回弹弯沉值变大、反射性裂缝减少,但水泥稳定碎石 乳化沥青基层更具有韧性,具有较好的路用性能。     

水稳碎石铣刨料冷再生混合料力学性能分析

随着我国早期建设的大量水泥稳定碎石基层沥青路面逐渐步入服役后期,力学性能降低,急需对其进行大规模养护维修。在众多养护维修技术中,泡沫沥青冷再生技术旧料利用率高、节能减排效益好、工程成本低,是半刚性基层维修的有效途径。为此,本文分析了泡沫沥青和水泥掺量对泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度、抗压强度和抗压回弹模量等力学性能的影响规律。研究结果表明,随着泡沫沥青掺量的增加冷再生混合料的力学强度先升高后降低,存在一个峰值。随着水泥掺量的增加冷再生混合料的力学强度逐渐升高,且增长速率逐渐减慢。通过综合比选,确定了最佳水泥掺量为1.5%,对应的最佳泡沫沥青掺量为3.3%,此时干劈裂强度为0.6MPa,抗压强度为3.53MPa,抗压回弹模量为1354MPa。     

低掺量水泥改善级配碎石力学和收缩规律分析

为了研究低掺量水泥改善级配碎石力学和收缩性能规律，提高对低水泥掺量基层结构的认识，通过不同龄期与水泥掺量下的无侧限抗压强度、劈裂强度、加州承载比、抗压回弹模量和干燥收缩等试验，揭示了力学和收缩变化的规律，建立了强度和模量等四个力学参数随龄期和水泥掺量变化的对数增长预测模型，以及上述参数对应龄期之间的相互转化关系模型。研究结果表明龄期和水泥掺量对混合料力学和收缩性能影响显著，推荐水泥掺量在2.0%~2.5%范围内较为合适。     

级配对低剂量水泥改性级配碎石性能的影响

为了探讨级配对低剂量水泥改性级配碎石性能的影响,促进低剂量水泥改性级配碎石基层结构的推广应用,参照相关规范中水泥稳定碎石和级配碎石的级配范围,选择了4种具有代表性的级配制备低剂量水泥改性级配碎石,进行了无侧限抗压强度、抗压回弹模量及CBR试验,干缩和温缩试验,液塑限和渗水试验,对比分析了不同级配的低剂量水泥改性级配碎石的路用性能及其随龄期的变化规律。研究结果表明,级配对低剂量水泥改性级配碎石路用性能具有明显的影响,粗集料偏多会降低无侧限抗压强度和抗压回弹模量,而细集料偏多会降低CBR值;级配对干缩性能与温缩性能的影响具有相似规律,增加粗集料、减少细集料,有利于控制碎石基层收缩裂缝的产生;无论哪种级配,低剂量水泥改性级配碎石均具有良好的渗水性能和水稳定性。综合比较,宜选择粗细集料均具有一定含量的骨架密实型级配用于低剂量水泥改性级配碎石。     

碱激发铜渣粉透水混凝土透水性能与抗压强度影响试验研究

为探索通过铜渣活化制备透水混凝土的可行性,开展了碱激发铜渣粉透水混凝土性能影响因素的试验研究。以磨细铜渣粉为活性材料,水玻璃和NaOH为复合激发剂,偏高岭土为掺和料,玄武岩为骨料,研发制备铜渣粉透水混凝土。以骨胶比、碱当量和水玻璃模数为影响因素,测试试样的单轴抗压强度、透水系数和连续孔隙率,进行三因素三水平的正交试验。试验获得了各因素对透水混凝土的透水性能和力学性能的影响规律,通过优化配比,铜渣粉透水混凝土透水系数满足规范要求,抗压强度达到9 MPa以上。     

氢氧化钾-硅酸钠溶液对碱矿渣水泥水化行为的影响

固定水灰比为0.35,研究了氢氧化钾-水玻璃复合碱组分作用下碱矿渣水泥的凝结时间和抗压强度的变化规律。通过水化放热实验研究了4%碱当量不同模数的复合碱组分作用下碱矿渣水泥的水化动力学过程。结果表明：以氢氧化钾-水玻璃复合作为碱组分的碱矿渣水泥,低水玻璃模数条件下,溶液中氢氧根离子浓度高,矿渣溶解速度快,水化放热增长迅速,凝结时间短,强度高;高模数条件下,溶液粘度高,氢氧根离子浓度低,凝结时间长,强度较低;对比而言,溶液模数为1.5时,碱矿渣水泥的综合性能最佳。     

不同碱当量、粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰 矿渣地聚物力学性能及微观结构的影响

粉煤灰、矿渣复配组成碱激发复合水泥可以改善单一组分碱激发水泥的性能劣势。为了研究不同碱当量、不同粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣砂浆力学性能、干燥收缩及微观结构特性的影响,采用抗压、抗折强度试验、吸水率试验、干燥收缩试验、微观扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)及傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)试验进行表征。结果表明:3、7、28 d龄期时,随着碱当量和矿渣掺量增加,粉煤灰-矿渣砂浆抗压、抗折强度呈逐渐增加趋势,吸水率和干燥收缩率呈逐渐下降趋势。其中龄期为28 d,碱当量为6%、矿渣掺量为100%时,碱激发粉煤灰-矿渣砂浆抗压强度达到峰值110.84 MPa,抗折强度达到峰值10.77 MPa,吸水率最小,为1.2%,与4%的粉煤灰-矿渣砂浆相比,碱当量为6%的砂浆干燥收缩率均减少10%以上。由微观分析知,粉煤灰-矿渣砂浆在碱激发作用下水化产物主要为铝硅酸盐凝胶和水化硅酸钙凝胶,粉煤灰掺量越大,凝胶结晶度越低。碱当量越大,体系水化产物数量越多,结构越密实。     

碱矿渣混凝土基本力学性能试验研究

以水玻璃和Na OH作为激发剂,矿渣微粉作为胶凝材料,硫铝酸钙氧化钙膨胀剂作为掺合料,制备碱矿渣混凝土基本力学性能试验标准试件,开展其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、弯拉强度、弹性模量和泊松比基本力学性能试验研究.结果表明:碱矿渣混凝土表现出良好的早强性能,SEM微观分析显示骨料与浆体界面间未见明显过渡区,膨胀剂的掺入可以提高碱矿渣混凝土的早期(1 d、3 d)强度,降低后期(28 d)强度;同强度等级的碱矿渣混凝土的抗拉韧性要优于普通硅酸盐混凝土,弯拉强度、弹性模量和泊松比与普通硅酸盐混凝土相当;膨胀剂的掺入对弯拉强度有较大幅度的降低;已有弹性模量各建议计算式计算结果中与试验值最为接近的为中国规范.     

低温环境下水泥稳定碎石基层施工车辆轴载控制

低温环境下半刚性基层强度形成缓慢,造成养护时间增加,进而使工期大大延长,工程成本增加。为尽早开放交通,研究了低温环境下水泥稳定碎石基层施工期间车辆轴载对基层结构的影响,并得到了施工期间车辆的控制轴载。首先对低温养护环境下掺加早强剂的水泥稳定碎石材料进行室内力学性能试验,得到养护温度、早强剂掺量以及养护龄期等因素对劈裂强度与压缩模量的影响,其次通过使用KENPAVE软件对材料进行力学分析,比较层底最大拉应力与抗弯拉强度,最后得出施工车辆轴载控制。研究结果表明:在低温养护环境下,早强剂掺量越大,水泥稳定碎石材料的劈裂强度与压缩模量越大;在低温条件下,对于分层不连续摊铺施工方案,底基层养护7、14 d后,施工车辆对底基层产生的层底拉应力均大于抗拉弯强度;对于连续摊铺施工方案,通过数据计算得出回归方程,为施工过程中施工车辆轴载的控制提供了依据。     

高强度矿渣胶凝材料改性的研究

研究矿渣的粉磨细度，激发剂的掺量，改性剂的种类与掺量对高强度矿渣胶凝材料的干燥收缩性能及其强度的影响。研究表明，掺加9－10％的Na2SiO2激发剂和10％左右的硅酸盐水泥，控制适当的粉磨细度，可以使高强度矿渣胶凝材料的干燥收缩率降低到与硅酸盐水泥相近的程度，并且强度提高，达到了综合改性的目的。其水化产物都是含有少量Na2O,MgO的铝硅酸钙凝胶。     

粉煤灰基地聚合物砂浆组成设计与性能研究

以粉煤灰为主要原材料,矿粉为添加剂,水玻璃和氢氧化钠为复合激发剂,标准砂为细集料,制备地聚合物砂浆。运用三维图与等值线作图分析的方法,探究水胶比与胶砂比这两个组成设计参数对粉煤灰基地聚合物砂浆的流动度、抗压强度、抗折强度的影响规律。试验结果表明水胶比与胶砂比均对粉煤灰基地聚合物砂浆流动度与力学强度影响较大。水胶比在0.4~0.42,胶砂比在0.45~0.5时,制备出的地聚合物砂浆工作性能和力学性能较优。基于地聚合物砂浆脆性较大的特点,应用长度为8 mm与12 mm的PVA纤维进行增韧改性。结果表明,掺量为0.5%的PVA纤维对地聚合物砂浆抗压强度影响不大,但是抗折强度显著提高,延性增强,因此压折比下降,弯曲韧性增强。     

碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能研究

为充分利用磷渣和粉煤灰两种工业废渣生产高性能胶凝材料,研究了不同磷渣/粉煤灰配合比的碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能.结果表明:碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在掺量为0~30%(质量分数)范围内,随着粉煤灰掺量的增加,碱-磷渣-粉煤灰的凝结时间略有延长.与普通硅酸盐水泥相比,碱-磷渣胶凝材料的抗压强度较高而抗折强度相对较低;掺加粉煤灰后碱-磷渣胶凝材料的抗压强度降低,但抗折强度提高.碱-磷渣胶凝材料的抗冻性和耐蚀性均优于普通硅酸盐水泥,但其干缩较大,用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩.