【摘 要】
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水泥乳化沥青砂浆（CA砂浆）在道路交通和高速铁路领域应用广阔,其作为一种多孔材料,在养生和实际应用过程中,会发生收缩行为变化,其收缩行为主要受到组成材料和外界环境温湿度变化影响,CA砂浆收缩变形过大,会造成轨道板出现离缝现象。为此,针对CA砂浆干燥收缩和开裂等现象,本文通过对水泥和乳化沥青的相互作用关系研究,分析复合胶凝材料在结构体系中的交互作用机理,研究了不同养生条件和原材料配合比及老化后CA砂
【基金项目】
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新疆建设兵团科技攻关项目（2019AB013）； 石河子大学自然科学项目（ZZZC201903B）； 石河子大学青年创新培育人才项目（CXPY202013）；
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水泥乳化沥青砂浆（CA砂浆）在道路交通和高速铁路领域应用广阔,其作为一种多孔材料,在养生和实际应用过程中,会发生收缩行为变化,其收缩行为主要受到组成材料和外界环境温湿度变化影响,CA砂浆收缩变形过大,会造成轨道板出现离缝现象。为此,针对CA砂浆干燥收缩和开裂等现象,本文通过对水泥和乳化沥青的相互作用关系研究,分析复合胶凝材料在结构体系中的交互作用机理,研究了不同养生条件和原材料配合比及老化后CA砂浆收缩变形特征,结合CA砂浆静动态力学性能变化规律,推荐了CA砂浆适宜养生条件和抗收缩性能的较优配合比。主要研究工作及取得成果如下:（1）为了研究水泥与乳化沥青相互作用关系,利用光学显微镜观测了CA胶浆内部微颗粒变化过程,构建了水泥与乳化沥青之间的相互作用关系模型,并利用红外光谱分析和扫描电镜观测等方式,研究了水泥与乳化沥青的交互作用机理。试验结果表明:水泥加快了乳化沥青的破乳,乳化沥青破乳速度随着水泥含量的增加而加快。胶浆电导率随着乳化沥青含量的增加而降低,这说明乳化沥青抑制了水泥水化过程中离子析出,延缓了水泥水化反应速率,对水泥的水化反应起到阻碍作用。（2）本文通过设置五种环境温湿度,研究了不同养生条件下CA砂浆的收缩行为和粘弹性变化,研究结果表明:干燥养生条件下CA砂浆的收缩率高于潮湿养生条件;40℃养生环境下的CA砂浆收缩率高于20℃,由于低温环境不利于CA砂浆中水泥水化物的发展,5℃养生环境下的CA砂浆收缩变形最大;CA砂浆的收缩率随着沥青含量的增加而减少,掺入粉煤灰能有效改善20℃和40℃养生温度下CA砂浆的收缩行为,但不利于提高5℃养生环境下CA砂浆体积稳定性。CA砂浆的储能模量和损耗模量与沥青含量有关,同时也受到沥青和水泥水化产物组成的交织结构影响。根据试验研究结果,推荐温度20℃,湿度为65%的养生环境为CA砂浆最佳养生条件,A/C为1.4的配合比为最优配合比设计。（3）为了研究沥青老化对CA砂浆收缩行为及粘弹特性的影响,对CA砂浆进行为期5天的老化,研究发现,随着老化时间的延长,20℃和40℃养生的CA砂浆收缩率逐渐增大,老化后期CA砂浆体积趋于稳定。5℃养生的CA砂浆体积随着老化时间延长,先膨胀后收缩。干燥养生条件下CA砂浆的蠕变应变相对较低,受应力变形较小。CA砂浆老化后,其蠕变应变减小,运用Burgers四元件模型可以较好的拟合砂浆的蠕变柔量,模拟不同养生条件下CA砂浆老化前后的蠕变特性。
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