论文部分内容阅读
摘要:由硅酸盐水泥、乳化沥青和细砂组成的砂浆(简称CA砂浆)是我国高速铁路CRTS Ⅰ型和CRTS Ⅱ型板式无砟轨道结构的关键工程材料,构成轨道结构中的充填层。服役过程中,在水流作用下CA砂浆会发生钙溶蚀现象,导致其孔隙率增大和强度降低。在高速列车动荷载的作用下,会加速砂浆劣化,缩短服役寿命,直接影响到高速列车运行的平顺性及安全性。因此,解决CA砂浆充填层钙溶蚀问题意义重大。改变水泥品种或减少氢氧化钙含量是减少或抑制CA砂浆充填层钙溶蚀的两个有效途径。为此,采用硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、掺硅灰的硅酸盐水泥等三种水泥和阳离子型与阴离子型两种乳化沥青,制备水泥-乳化沥青净浆和砂浆,分别对其流动性、力学性能以及体积稳定性等进行了试验研究,并得出如下结论:(1)采用J型漏斗测试复合浆体的流动性,结果表明:当沥灰比A/C相同时,硫铝酸盐水泥-乳化沥青复合浆体的流动性较差,而铝酸盐水泥-乳化沥青复合浆体流动性很好,且砂浆不会分层离析。阴离子乳化沥青配制的复合浆体的流动性优于阳离子乳化沥青配制的复合浆体。浆体的流动性随着A/C的增大或W/C的减小而减小。分析其原因主要是水泥颗粒和沥青乳粒的表面特性以及固体体积分数不同所致。(2)采用静水天平法测试复合浆体凝结硬化过程中的体积变化,结果表明:1)硫铝酸盐水泥-乳化沥青复合浆体的24h内体积收缩过程呈现缓慢、快速和稳定收缩等3个阶段,其体积收缩主要发生在前两个阶段,一般耗时小于3小时。乳化沥青类型对复合浆体的收缩影响不大,浆体的24h体积收缩率随着A/C的增大或W/C的减小而增大。2)铝酸盐水泥-阳离子乳化沥青复合浆体的24h内体积收缩也呈现缓慢、加速和稳定收缩等3个阶段,前两个阶段的耗时都随着W/C或A/C的增大而延长。LiCl的加入消除了铝酸盐水泥-阴离子乳化沥青复合浆体的缓慢收缩阶段,浆体拌合后就进入快速收缩阶段。由于阴离子乳化剂的缓凝作用,相同配比的阴离子乳化沥青配制的复合浆体24h收缩率小于阳离子乳化沥青配制的复合浆体,后期收缩率则大于阳离子乳化沥青配制的浆体。浆体收缩率随着A/C的增大或W/C的减小而降低。3)分析认为水泥-乳化沥青复合浆体的体积收缩及其规律与水泥的水化反应和浆体的物理结构有关,其收缩主要源于水泥的化学收缩和水泥水化物与沥青界面的相互作用。(3)硫铝酸盐水泥-乳化沥青复合材料和铝酸盐水泥-乳化沥青复合材料具有较高的早期强度,强度增长主要集中在7天内,后期强度增长缓慢。浆体强度及弹性模量随着W/C的增大而降低,浆体的抗折强度及28天弹性模量随着A/C的增大而线性降低。(4)硅酸盐水泥-乳化沥青砂浆的流动性随着硅灰掺量的增加而降低。砂浆体积收缩率随着硅灰掺量的增加而增大,尤其增加浆体硬化后的收缩。砂浆的3天强度随着硅灰掺量的增加而降低,7天、28天强度以及28天弹性模量随着硅灰掺量的增加而增大。分析认为硅灰对CA砂浆性能的影响与硅灰的比表面积、火山灰效应有关。