水泥-乳化沥青净浆组成对其工作性及稳定性的影响

通过流动度、扩展度、分离度试验,测试了水灰比（水与水泥质量比）和聚灰比（沥青与水泥质量比）对水泥-乳化沥青复合胶凝体系工作性以及稳定性的影响。研究发现：浆体的流动度随水灰比的增大而增大,而随聚灰比的增大先降低,后增大;当水灰比一定时,凝结时间随聚灰比增加而增加;在一定水灰比范围内,水泥-乳化沥青复合浆体的匀质性和稳定性良好,浆体分层不明显。研究表明：水灰比和聚灰比对浆体工作性能影响较为明显,对浆体工作性能设计有一定指导。     

低水胶比条件下含硅灰或/和粉煤灰的胶凝材料的水化放热特性

采用差分水化量热仪研究了恒温((25±0.3)℃)低水胶比(W/B=0.30)条件下,纯水泥、水泥-硅灰、水泥-粉煤灰二元胶凝材料体系和水泥-硅灰-粉煤灰三元胶凝材料体系的水化放热特性。试验结果表明:相对于纯水泥,水泥-硅灰二元体系的水化诱导期延长,第二水化放热峰放热速率增加,水化减速期的总放热量减小;水泥-粉煤灰二元体系的水化诱导期显著延长,水化减速期后期的放热速率增大,整个水化历程的总放热量减小;水泥-硅灰-粉煤灰三元体系的水化诱导期显著延长,整个水化历程的水化放热速率降低,总放热量减小。     

CRTS Ⅱ型水泥乳化沥青砂浆收缩性能的主要影响因素研究

以2～56 d的收缩率为考察指标,研究了水胶比(W/B)、沥青与胶材之比(A/B)和单方无机胶材用量对CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆硬化体收缩性能的影响.结果表明:CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆硬化体的收缩率随着W/B及单方无机胶材用量的增加而增大,随着A/B的增加而减小;为控制CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆硬化体收缩率,W/B不宜超过0.51,A/B不宜低于0.29,无机胶凝材料用量不宜超过540 kg/m3.     

水泥沥青砂浆的静动态力学行为

研究了3种典型水泥沥青胶凝材料的动态力学行为和不同A/C的水泥沥青砂浆的静动态力学行为.采用动态黏弹谱仪测试水泥沥青胶凝材料的动态模量和滞后角随加载频率的变化关系.采用电液伺服控制材料万能试验机研究了水泥沥青砂浆静态抗压、动态周期性压力荷载下的力学行为.结果表明:对同一水泥沥青胶凝材料,动态模量随频率的增大而增大;对不同水泥沥青胶凝材料,随着A/C的增大,动态模量减少而滞后角增大,表明其黏弹性越发显著;水泥沥青砂浆的抗压强度、弹性模量以及破坏能随A/C的增大而减少,且变化规律基本相似;水泥沥青砂浆的动态模量随A/C以及加载频率的变化规律与其胶凝材料的规律基本一致.基于标准固体模型,通过对水泥沥青砂浆的动态模量拟合得到其力学模型中各基本元件的力学参数,从而实现了对水泥沥青砂浆力学行为的完全本构表征.     

温度对掺矿物外加剂水泥体系水化动力学的影响

为进一步理解不同温度下含多种胶凝组份的自密实混凝土的水化特性,采用等温量热和水化动力学模拟等方法,分别研究掺粉煤灰、矿粉、膨胀剂、纳米硅和黏度改性剂等矿物外加剂水泥复合胶凝体系在5,10,20和30℃下的水化放热速率和放热量,并基于Cahn动力学模型计算水化产物的成核速率和生长速率,讨论温度和矿物外加剂对相应水化动力学参数的影响。研究结果表明:矿物外加剂的掺入,降低了胶凝体系水化放热峰值,增大了水化产物的成核速率,促进了水化放热速率峰值提早出现,膨胀剂和纳米二氧化硅促进作用尤为明显;温度升高明显增大了体系水化产物的成核速率与生长速率,且对多元复合胶凝体系的影响更为显著。     

活性粉末复合胶凝体系的水化特性及微观结构

通过水化放热分析、差热分析、SEM以及BEI(Backscattering Electron Image)等手段对比研究了不同水胶比下活性粉末复合胶凝材料体系的水化放热特点、结合水含量以及水化产物特征;分析了胶凝体系水化硬化后的微观结构及其对宏观性能的影响规律,提出了相应的微观结构模型。结果表明:超低水胶比下活性粉末复合胶凝体系的水化放热速率非常低,约为同组成的普通胶凝体系的50%;体系的水化主要集中在早期;水化硬化后的体系主要包含CSH凝胶、未水化完全的水泥熟料颗粒和活性粉末,这些未水化完全的颗粒内核被致密的水化产物层包裹,从而大大提高了活性粉末复合胶凝体系硬化后的性能。     

水对水泥乳化沥青砂浆的表面润湿性

通过测试不同沥灰比(w(A)/w(C))、不同沥青品种(A1,A2和A3)配制的3种类型水泥乳化沥青砂浆不同表面(上成型面、下成型面、自然断面)的接触角,研究水对水泥乳化沥青砂浆表面的润湿性。研究结果表明:3种类型砂浆的不同表面的接触角均随着w(A)/w(C)增加而增加,即砂浆表面被水润湿性逐渐降低;砂浆上成型面易形成一层富沥青皮,由于乳化剂分子的表面活性作用,使上表面与水接触角小于90°,呈亲水性;自然断面的表面粗糙度及势垒的增加导致接触角明显增大;水泥乳化沥青砂浆中极性的水泥、砂子颗粒对极性的乳化剂分子的吸附作用,使砂浆表面呈组分不均匀性,进而配比相同而沥青品种不同的砂浆上成型面接触角亦有较大区别,且上成型面与水接触角均明显小于下成型面接触角。     

持续负温环境下水泥水化特性试验研究

研究负温(-3℃)养护条件下不同水灰比水泥净浆在一定龄期内的水化放热量及水化程度变化规律。通过对不同龄期下3种水灰比(0.24,0.31,0.38)水泥净浆水化放热量的计算,分析水泥水化机理和水泥净浆微观结构变化。结果表明:负温(-3℃)养护条件对3种水灰比水泥净浆水化程度有明显的抑制作用;前12 d内水灰比为0.38的水泥净浆的放热量最大,12 d之后水灰比为0.31的水泥净浆的放热量最大,负温环境下存在着该温度范围内的最优水灰比;3种水灰比水泥净浆在前12 d内水化程度增长较大,随着龄期的增加水化程度增长变缓。     

水泥乳化沥青砂浆毛细吸水性研究

采用ISAT方法测定水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)的毛细吸水速率,研究固灰比(A/C)、孔隙率、试件干密度及拌合物含气量对CA砂浆毛细吸水性的影响。试验结果表明,CA砂浆的总孔隙率影响其强度,而CA砂浆的毛细孔特性才是其毛细吸水性的决定因素;增加固灰比、提高新拌砂浆的含气量、减小砂浆干密度及降低砂浆的毛细孔隙率均可降低CA砂浆的毛细吸水速率;阳离子乳化沥青砂浆的强度及毛细吸水速率均高于阴离子乳化沥青砂浆。     

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。     

水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化特性研究

研究了水泥-粉煤灰复合胶凝材料在等水胶比条件下的化学结合水、水化产物与硬化浆体显微结构,探讨了矿物外加剂C和激发剂D的掺入对水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的影响规律。研宄结果表明：矿物外加剂C、激发剂D的加入促进掺粉煤灰的水泥浆体早期的水化速度,改善了水泥石的孔结构,增大了水泥石的密实度,提高了硬化水泥石的早期抗折强度和抗压强度。     

水胶比和组成对补偿收缩胶凝材料水化程度与水化产物的影响

利用XRD,ESEM和化学结合水量,研究了具有不同水胶比的硅酸盐水泥、膨胀剂和矿物掺和料组成的复合补偿收缩胶凝材料的水化产物和水化反应程度随水化龄期的变化规律。各种组成的补偿收缩胶凝材料在水化开始后的6h内都处于诱导期,水化产物刚开始形核生长,到24h水化产物大量形成;化学结合水量在第1d迅速增加;一直到第7d,化学结合水量仍然明显增加;此后则增加幅度明显降低在高水胶比条件下,胶凝材料的最终化学结合水量与其水化活性大小成正比。在低水胶比条件下,动力学因素也影响胶凝材料的最终水化程度,使其化学结合水量的增加幅度随水胶比降低而明显降低,而且与胶凝材料的水化活性不成比例。     

CRTS Ⅰ型水泥乳化沥青砂浆各组成对其性能的影响

基于CRTS(China railway track system)Ⅰ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的施工特性和使用条件,砂浆需具有优良的施工性能、力学性能和耐久性能。通过分析砂浆5部分组成(水泥和细骨料、乳化沥青、聚合物乳液、铝粉和膨胀剂、消泡剂和引气剂)对其性能的影响。研究结果表明:乳化沥青和水灰比是主要影响因素。     

矿渣粉在城铁短枕中的应用研究

对掺加不同性质矿渣粉的城铁短枕混凝土进行了力学和耐久性能试验,发现比表面积大、活性高的矿渣粉可明显地提高混凝土的各项性能,并能降低成本.通过对不同矿渣粉-水泥复合胶凝材料水化特征的宏观和微观研究表明,比表面积大、密实、活性高的矿渣粉是通过增加胶凝材料的水化速度,改善水化产物的结构,降低氢氧化钙含量等途径来实现对混凝土性质的改善.     

CA砂浆强度的影响因素及作用机理研究

CA砂浆水泥含量越高、乳化沥青含量越低、含气量越低、养护温度越高、养护湿度适当则CA砂浆的强度越高,同时乳化沥青种类也会对CA砂浆的强度造成影响。机理研究认为乳化沥青主要是通过包裹水泥颗粒,影响了水泥水化进程,以及沥青与水化产物或集料的黏度性或界面力,从而影响了CA砂浆的强度,然而不同乳化剂的影响程度不同,因此其砂浆强度不同。     

蒸汽养护对高速铁路轨道板混凝土渗透性的影响

为探明蒸汽养护对采用水泥-矿渣粉复合胶凝材料的轨道板混凝土渗透性的影响规律,研究了不同养护条件下(蒸汽养护和标准养护)轨道板混凝土表面吸水率和抗氯离子渗透性能(6 h电通量和氯离子扩散系数),并分析了不同蒸汽养护最高恒温温度对复合胶凝材料水化程度的影响。试验结果表明:蒸汽养护能有效提高轨道板混凝土材料早期(28 d)和后期(56 d)抗水渗透能力,而对其抗氯离子渗透能力的改善作用则主要表现在早期,对混凝土后期抗氯离子渗透能力影响不明显;在对复合胶凝材料水化程度的影响方面,蒸汽养护会显著加快水泥-矿渣粉复合胶凝材料体系的水化进程,有利于提高水化产物密实度,蒸汽养护最高恒温不超过60℃对提高水泥基胶凝材料抗渗性更加有利。     

CA砂浆的干燥收缩及补偿研究

为保持板式无砟轨道关键弹性垫层CA( cement asphalt)砂浆的后期体积稳定性,研究了乳化沥青、水泥及水灰比对CA砂浆干燥收缩的影响规律以及CA砂浆体积稳定性的补偿技术.结果表明,提高乳化沥青用量或降低水泥用量有利于降低CA砂浆的干燥收缩,水灰比对CA砂浆的干燥收缩影响不明显.氧化钙类膨胀剂和钙矾石类膨胀剂能有效减少CA砂浆干燥收缩,且前者减缩效果优于后者.PP纤维对改善CA砂浆的干燥收缩效果不明显.     

CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆施工配合比控制要点

水泥乳化沥青砂浆是无砟轨道的结构层材料,可为轨道提供一定的刚度和弹性.结合 CRTSⅡ型板式无砟轨道填充层水泥乳化沥青砂浆工艺性试验以及现场施工的调查,分析了水泥乳化沥青砂浆施工配合比控制不当对砂浆质量的影响,阐述了施工配合比的设计原则与调整范围,提出了水泥乳化沥青砂浆施工配合比及其原材料控制要点.     

纳米水化硅酸钙在免蒸养轨道板中的应用研究北大核心

采用水化微量热仪等测试手段研究了纳米水化硅酸钙(N‑C‑S‑H)对水泥水化及砂浆抗压强度的影响,并开展了基于N‑C‑S‑H的免蒸养轨道板的试应用。结果表明:掺加N‑C‑S‑H能提高水泥的水化放热速率和总水化放热量,且当N‑C‑S‑H掺量超过6.0%后,水泥水化放热第二峰值不再继续提高;掺加N‑C‑S‑H能显著提高砂浆8 h和12 h抗压强度,且随着N‑C‑S‑H掺量的增加,砂浆抗压强度先提高后降低;在25℃养护条件下,掺加1%N‑C‑S‑H可达到轨道板混凝土免蒸养强度要求。     

水泥乳化沥青砂浆微观结构分析

1 概述 材料的宏观性能是其微观性能的具体反映,是内在微观性能的外在表现[1-3].水泥乳化沥青砂浆材料的微观结构及性能决定了无机-有机复合水泥乳化沥青砂浆材料的力学行为和耐久性能.通过对水泥乳化沥青砂浆材料的孔结构分析、SEM分析,以及水泥乳化沥青砂浆与混凝土界面结合方式的分析研究,得出水泥乳化沥青砂浆材料微观结构和组成砂浆材料与种类密切相关.研究结论有助于加深对水泥乳化沥青砂浆复合材料微观性能的认识,进一步提高该材料的技术开发与应用水平.