水泥瀝青砂漿動(dòng)彈性熱分析.pdf

1、CA砂漿是高速鐵路板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵工程材料，是由水泥、乳化瀝青、砂子、水及少量外加劑組成的一種復(fù)合材料，其動(dòng)彈性對(duì)溫度和時(shí)間的依賴性很強(qiáng)，而且，對(duì)高速鐵路板式無(wú)砟軌道動(dòng)力學(xué)和軌道結(jié)構(gòu)耐久性有較大影響，所以，開展CA砂漿動(dòng)彈性分析具有重要意義。
　　本文采用DMA Q800動(dòng)彈性熱分析儀，在-40℃～60℃溫度范圍內(nèi)，對(duì)不同組成的CA砂漿進(jìn)行了動(dòng)彈性熱分析，探討了CA砂漿動(dòng)彈性及其熱分析的要影響因素，得出如下結(jié)論:
　　

2、(1) CA砂漿動(dòng)彈性熱分析結(jié)果與升降溫模式、升溫速度、加載方式與頻率、試件形狀、尺寸、加載振幅等試驗(yàn)參數(shù)有關(guān)，通過試驗(yàn)對(duì)比，確定CA砂漿動(dòng)彈性熱分析的試驗(yàn)參數(shù)為:試件尺寸為65mm×10mm×2.3mm;采用升溫模式，升溫速度為2℃/min;彎曲荷載的加載頻率6Hz，變形幅度為3μ m。
　　(2) CA砂漿動(dòng)彈性熱行為的基本特征是:動(dòng)彈復(fù)合模量和儲(chǔ)存模量均隨溫度的升高而下降，損耗模量和損耗因子隨溫度升高呈拋物線形變化，在某一溫

3、度時(shí)均出現(xiàn)峰值，但荷載頻率較高時(shí)損耗因子不出現(xiàn)峰值;因組成不同損耗模量值比儲(chǔ)存模量值約低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，因而動(dòng)彈復(fù)合模量與儲(chǔ)存模量值很接近;當(dāng)溫度由-40℃升到60℃時(shí)，動(dòng)彈復(fù)合模量因砂漿的組成不同可下降3～10倍左右。所以，CA砂漿因?yàn)r青相的作用而具有粘彈性力學(xué)特征。
　　(3)通過理論和試驗(yàn)結(jié)果模擬分析，構(gòu)建了由彈簧與粘壺并聯(lián)后再與彈簧串聯(lián)的三元件粘彈性模型，該模型較好地描述了CA砂漿動(dòng)彈性隨溫度和荷載頻率的變化規(guī)律。

4、　　(4) CA砂漿動(dòng)彈性能與瀝灰比、水灰比、砂灰比等配比參數(shù)和乳化瀝青的離子特性等有關(guān)，試驗(yàn)結(jié)果證明:
　　1)當(dāng)瀝灰比增加時(shí)，CA砂漿及凈漿的動(dòng)彈復(fù)合模量和儲(chǔ)存模量減小，損耗因子增加;損耗模量的變化與溫度有關(guān)，溫度低于-20℃或高于30℃時(shí)，砂漿的損耗模量隨之減小，在-20℃～30℃之間時(shí)隨之增加;溫度低于0℃時(shí)，凈漿的損耗模量隨瀝灰比增加先增加后減小，溫度高于10℃時(shí)又隨之減小。另一方面，瀝灰比還影響到各模量隨溫度的變化速率

5、以及損耗模量和損耗因子峰值對(duì)應(yīng)的溫度。分析認(rèn)為瀝灰比的影響規(guī)律與試件的微細(xì)觀結(jié)構(gòu)、瀝青體積分?jǐn)?shù)和瀝青分子運(yùn)動(dòng)對(duì)溫度的依賴性有關(guān)。
　　2)瀝灰比為0.9時(shí)，CA砂漿的動(dòng)彈復(fù)合模量、儲(chǔ)存模量及損耗模量均隨其表觀密度增大而增加;瀝灰比為0.3時(shí)，CA砂漿的動(dòng)彈復(fù)合模量、儲(chǔ)存模量及損耗模量隨水灰比增加而減小;砂漿的損耗因子均隨水灰比增大而減小。但變化幅度均較小，所以，當(dāng)水灰比的差異為±0.1時(shí)，其動(dòng)彈力學(xué)性能的差別不大，而且隨著瀝灰比的

6、增加，其差別縮小。
　　3)隨砂灰比增加，瀝灰比為0.85的CA砂漿，其動(dòng)彈復(fù)合模量和儲(chǔ)存模量增加，損耗模量變化較小，負(fù)溫下的損耗因子變化較小，正溫下的損耗因子隨之減小;瀝灰比為0.3的CA砂漿，其動(dòng)彈復(fù)合模量、儲(chǔ)存模量和損耗模量均相應(yīng)增加，損耗因子變化較小;無(wú)論瀝灰比大小，砂漿的動(dòng)彈復(fù)合模量、儲(chǔ)存模量和損耗模量隨溫度升高的變化速率增大。分析認(rèn)為砂灰比的影響規(guī)律主要與砂漿中物相的體積變化和有機(jī)相-無(wú)機(jī)相界面有關(guān)。
　　綜上所