（土木工程专业论文）crtsⅡ型ca砂浆物理力学性能及机理研究.pdf

独创性声明 珊l ll f l l fjr i i ii flli i lll f lfill y 17 8 87 , = | lw 8 h i l u p 9 p i i i 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得j 匕塞王些太堂或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 关于论文使用授权的说明 本人完全了解j 竖立王些盍堂有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：丛导师签字：栏 日期：塑丝垒：兰星 摘要 摘要 c a 砂浆( c e m e n ta s p h a l tm o r t a r ) 是由水泥、沥青乳液、砂和多种外加剂组成， 经水泥与沥青共同作用胶结硬化而成的一种新型有机无机复合材料。c a 砂浆是 板式无碴轨道的关键组成部分，是高速铁路板式无碴轨道的刚性轨道板与混凝土 道床之间的调平减振结构层材料。使用c a 砂浆填充材料主要有三大作用：1 确 保轨道能够承受荷载并具有一定弹性；2 填充轨道板与混凝土底座之间的空隙， 保证轨道的平稳；3 当下部结构发生变形或破坏时，可以进行修补。c a 砂浆作 为板式无碴轨道结构的弹性调整层关键组成部分，其性能好坏直接影响到板式无 碴轨道使用的耐久性与维护工作量。 本文在大量实验基础上，对减水剂种类和掺量对c r t si i 型c a 砂浆( i i 型 c a 砂浆的一种) 强度的影响、c r t si i 型c a 砂浆冻融性能、c r t si i 型c a 砂 浆疲劳性能及c r t si i 型c a 砂浆微观孔隙结构等性能进行了研究，主要研究成 果如下： 1 研究了三种不同类型减水剂( 聚羧酸系减水剂、木质系磺酸钠减水剂、 萘系减水剂) 、不同减水剂掺量及不同外加水量对c r t si i 型c a 砂浆强度的影 响。在微观形貌层面探索了减水剂对c r t si i 型c a 砂浆强度影响机理。 研究结果表明：不同种类的减水剂对c r t si i 型c a 砂浆抗压强度的影响效 果不同；随着减水剂掺量的增加，c r t si i 型c a 砂浆抗压强度和流动度均降低。 c r t si i 型c a 砂浆体的孔洞数量、孔径、孔洞连通情况是造成其强度差异的微 观结构层面的原因之一。其他微观性能对c a 砂浆强度的影响机理，有待进一步 探索。 2 低温环境中，c r t si i 型c a 砂浆存在冻胀破坏现象，这严重影响其耐久 性能。研究了c r t si i 型c a 砂浆冻融性能。并探索了掺加不同种类减水剂的 c r t si i 型c a 砂浆冻融特性与孔结构之间的关系。 实验结果表明：不同种类的减水剂对c r t si i 型c a 砂浆冻融性能的影响效 果不同，表现为经受冻融循环后，掺加彳i 同减水剂的c r t si i 型c a 砂浆质量损 失率和相对动弹模量不同；合理的孔隙结构：大孔数量少、孔径分布均匀，有利 于改善c r t si i 型c a 砂浆抗冻性。 3 由于高速铁路维修天窗时间短，而且板式无碴轨道全程采用无缝钢轨连 接，维修相对困难；同时高速铁路的荷载作用频率快，因此，对c r t si i 型c a 砂 浆的疲劳性能提出了较高要求。研究了荷载作用次数、荷载幅值、稳态荷载值及 荷载频率对c r t si i 型c a 砂浆疲劳剩余强度的影响，研究结果可为c r t si i 型 c a 砂浆的长期疲劳性能研究提供参考。 一i 一 北京工业大学工学顾十学位论文 实验结果表明：重复荷载作用次数越多，c r t s i i 型c a 砂浆的剩余强度越 低。荷载幅值、稳态荷载值、荷载频率均对c r t s i i 型c a 砂浆的疲劳剩余强度 产生影响。在一定的荷载作用次数下，c r t s i i 型c a 砂浆的疲劳剩余强度随着 荷载幅值、稳态荷载值、荷载频率的增大而降低。 4 在进行c a 砂浆配合比设计前对c a 砂浆的性能进行准确预测，可以有效 地指导c a 砂浆的设计。本文基于神经网络方法，对c a 砂浆2 8 d 抗压强度及流 动度等性能进行了预测。 结果表明：经过大量实验数据样本训练的神经网络可以比较满意地预测c a 砂浆的各项性能。 关键词：板式无碴轨道；c r t si i 型c a 砂浆；强度性能；冻融性能；疲劳性能； 微观形貌；神经网络 l a bs t r a c t a bs t r a c t c a ( c e m e n ta s p h a l tm o r t a r ) m o r t a rm a i n l yi n c l u d e sc e m e n t 、a s p h a l te m u l s i o na n d m u l t i p l ea d d i t i v e s c am o r t a rp l a yt h er o l eo fr e d u c i n g v i b r a t i o ni nt h es l a bt r a c k ，a n d i ti sak e yc o m p o n e n to ft h es l a bt r a c k t h e r ea r et h r e em a i nr o l e sf o ru s i n gc a m o r t a r 1 ) e n s u r et h a tt h et r a c kc a nh a v es o m ef l e x i b i l i t ya n db e a rt h el o a d ； 2 ) f i l lt h eg a p sb e t w e e no r b i t a lp l a t ea n dc o n c r e t eb a s ea n de n s u r eas m o o t h t r a c k ； 3 ) t h a tt h es u b s t r u c t u r ed e f o r m e do rd a m a g e dc a nb er e p a i r e d c am o r t a ra st h e k e yc o m p o n e n to ft h es l a bt r a c ks t r u c t u r ea n di t sp e r f o r m a n c ew i l la f f e c tt h e d u r a b i l i t yo fs l a bt r a c ka n dm a i n t e n a n c ew o r k l o a d i nt h i sp a p e r , b a s e do nal a r g en u m b e ro fe x p e r i m e n t s ，t h et y p ea n dd o s a g eo ft h e s u p e r p l a s t i c i z e r sa f f e c to nt h es t r e n g t ho fc i u si i c am o r t a r 、c r t si i c am o r t a r s f r e e z i n g - t h a w i n g 、c r t si i - c am o r t a r sf a t i g u ep r o p e r t i e s a n dp e r f o r m a n c eo f m i c r o p o r es t r u c t u r ea r es t u d i e d ，t h em a i nr e s e a r c hr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： t h ed i f f e r e n tt y p e so fw a t e r - r e d u c i n ga n dt h ed i f f e r e n td o s a g e si m p a c t i o no nt h e c o m p r e s s i v es t r e n g t ho fc r t si i c am o r t a ra r es t u d i e di nt h i sa r t i c l e a n dt h e nt h e s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ( s e m ) i su s e dt oo b s e r v et h ec r t si i - c am o r t a r s m i c r o s t r u c t u r e b a s e do ni t sm i c r o - s t r u c t u r e ，t h ea f f e c t e dm e c h a n i s mf o rc o m p r e s s i v e s t r e n g t hi se x p l o r e d t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ed i f f e r e n tt y p e so fr e d u c i n g w a t e ra g e n t s e f f e c tf o r c i u si i c am o r t a r sc o m p r e s s i v es t r e n g t ha r ed i f f e r e n t w i t ht h ei n c r e a s eo ft h e r e d u c i n g - w a t e ra g e n t sd o s a g e ，t h ec r t si i c am o r t a r sc o m p r e s s i v es t r e n g t ha n d f l u i d i t ya r ed e c r e a s e d ；t h es e mc a np r o v i d ea c c u r a t ea n di n t u i t i v em i c r o - s t r u c t u r a l i n f o r m a t i o n l o w t e m p e r a t u r ee n v i r o n m e n t s ，c am o r t a re x i s t st h ep h e n o m e n o no ff r o s tt h a t h a sh e a v i n gd a m a g e ，w h i c hs e v e r e l ya f f e c ti t sd u r a b i l i t y 1 1 1 ed i f f e r e n tt y p e so f w a t e r - r e d u c i n ga g e n t si m p a c t i o no nt h ef r o s tr e s i s t a n c eo fc r t si i c am o r t a ri s s t u d i e di nt h i sa r t i c l e a n dt h em i c r o s t r u c t u r ea n dp o r ec h a r a c t e r i s t i c so fc r t si i c a m o r t a ra r ei n v e s t i g a t e da tt r mp o r es i z ed i s t r i b u t i o nh a st h eh i g h e rf r o s tr e s i s t a n c e i ti sd i f f i c u l tt om a i n t a i nf o rt h a ta st h eh i g h s p e e dr a i l w a yh a sas m a l ls k y l i g h t t i m ea n dt h ew h o l es l a bt r a c k h es a m et i m e b a s e do ni t sm i c r o s t r u c t u r ea n dp o r e c h a r a c t e r i s t i c s t h er e l a t i o n sb e t w e e nf r o s tr e s i s t a n c ea n dt h ep o r es t r u c t u r eo fc i s i i c am o r t a rw i t hd i f f e r e n tt y p e so fr e d u c i n g - w a t e ra g e n t sa r ee x p l o r e d t 1 1 er e s u l t ss h o wt h a tt h ed i f f e r e n tt y p e so fr e d u c i n g w a t e ra g e n t s e f f e c tf o r c r t si i c am o r t a r sf r o s tr e s i s t a n c ea r ed i f f e r e n t 1 1 1 ec r t si i c am o r t a rw i t ht h e f e w e rl a r g eh o l e s ，t h es m a l l e rt h eb u b b l es p a c i n gf a c t o r , m o r eu n i f oh a sas e a m l e s s i i i 北京工业大学工学硕士学位论文 r a i lc o n n e c t i o n m i l et h eh i g h - s p e e dr a i l w a yh a sh i g hl o a d 一仔e q u e n c y t h e r e f o r e t h e c am o r t a r sf a t i g u ep e r f o r m a n c eh a st h eh i g hd e m a n d s t h ea r t i c l es t u d i e st h ec r t s i i c am o r t a r sr e s i d u a ls t r e n g t ha f t e rb e a r i n gd i f f e r e n tt y p e so fl o a d s t h er e s u l t ss h o wt h a tt h em o r et h en u m b e ro fr e p e a t e dl o a d s t h el o w e rt h e r e s i d u a ls t r e n g t ho ft h ec i u si i - c am o r t a r t h e1 0 a da m p l i t u d e s t e a d y s t a t el o a d v a l u ea n dl o a df r e q u e n c i e sa l la f f e c tt h ec r t si i c am o r t a r sr e s i d u a ls t r e n g t h i na c e r t a i nn u m b e ro fl o a d st i m e s t h er e s i d u a ls t r e n g t ho ft h ec i u l si i c am o r t a r d e c r e a s ew i t ht h e i n c r e a s eo ft h el o a da m p l i t u d e s t e a d y s t a t el o a dv a l u ea n dl o a d f r e q u e n c y t h ep r e d i c t i o nt oc am o r t a r sp e r f o r m a n c eb e f o r ed e s i g nc a ng i v ee f f e c t i v e g u i d a n c et oc am o r t a r sm i xd e s i g n t h i st e s tp r e d i c t sc am o r t a r sc o m p r e s s i v e s t r e n g t hb a s e do nb pn e u r a ln e t w o r k t 1 1 er e s u l ts h o w st h a tt h ep r e t r a i n e dn e u r a ln e t w o r kc a np r e d i c tt h ec am o r t a r s c o m p r e s s i v es t r e n g t he x a c t l yw i t hl i t t l ee r r o r k e yw o r d s ：s l a bt r a c k ；c r t si i - c am o r t a r ；s t r e n g t hp r o p e r t i e s ；f r e e z e - t h a w p e r f o r m a n c e ；f a t i g u ep r o p e r t i e s ；m i c r o s t r u c t u r em o r p h o l o g y ；n e u r a ln e t w o r i v 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 目录v 第1 章 绪论1 1 1 研究背景与研究意义1 1 2 国内、外研究现状3 1 2 1 国外研究现状3 1 2 2 国内研究现状4 1 3 研究内容5 1 3 1c r t s i i 型c a 砂浆强度性能的研究5 1 3 2c r t s i i 型c a 砂浆冻融性能的研究5 1 3 3c r t s i i 型c a 砂浆疲劳剩余强度性能的研究6 1 3 4c r t s i i 型c a 砂浆性能的神经网络预测：6 第2 章c r t s i i 型c a 砂浆的强度性能研究7 2 1 实验7 2 1 1 试验材料一7 2 1 2 试验方法8 2 2 试验结果与分析10 2 2 1 减水剂种类对c r t si i 型c a 砂浆抗压强度的影响1 0 2 2 2 减水剂掺量对c r t si i 型c a 砂浆抗压强度的影响1 2 2 2 3 外加水掺量对c i 盯si i 型c a 砂浆抗压强度的影响。1 4 2 2 4s e m 观测的c a 砂浆微观形貌1 5 2 3 本章小结1 9 第3 章c r t si i 型c a 砂浆冻融性能研究2 0 3 1 实验2 0 3 1 1 试验材料2 0 3 1 2 试验方法2 l 3 2 试验结果与分析2 8 3 2 1 冻融试验结果2 8 3 2 2 微观形貌特征试验结果3 7 3 3 本章小结4 2 第4 章c r t s i i 型c a 砂浆疲劳性能4 3 4 1 实验4 3 北京工业大学t 学硕士学位论文 4 1 1 试验材料。4 3 4 1 2 试验方法4 4 4 2 试验结果与分析5 0 4 2 1 荷载作用次数对c r t si i 型c a 砂浆疲劳剩余强度的影响5 0 4 2 2 荷载作用幅值对c r t si i 型c a 砂浆疲劳剩余强度的影响5 0 4 2 3 荷载稳态值对c r t si i 型c a 砂浆疲劳剩余强度的影响。5 l 4 2 4 荷载频率对c r t si i 型c a 砂浆疲劳剩余强度的影响5 2 4 2 5c r t si i 型c a 砂浆疲劳剩余强度与荷载作用次数的关系5 3 4 3 本章小结5 4 第5 章神经网络在c a 砂浆预测领域的应用。5 5 5 1 神经网络5 5 5 1 1 神经网络的设计基础5 5 5 1 2 神经网络的学习5 7 5 1 3 学习算法5 7 5 2 问题的提出5 8 5 2 1 基于b p 神经网络的c a 砂浆性能预测。5 9 5 2 2 基于r b f 神经网络的c a 砂浆性能预测6 3 5 3 本章小结6 6 结论与展望6 8 参考文献7 0 攻读硕士学位期间所发表的学术论文。7 3 致访l 一7 4 第1 章绪论 1 1 研究背景与研究意义 第1 章绪论 高速铁路是我国轨道交通建设领域的重要发展方向。高速铁路轨道包括如下 两种：有碴轨道和无碴轨道。列车运行速度越快，无碴轨道结构的稳定性和整体 性越好、维修量少的优势越突出，是最适合铁路高速化发展方向的轨道技术。随 着高速铁路建设规划的实施，无碴轨道技术是当前急需重点研究与快速开发的关 键技术【。 我国目前广泛采用的无碴轨道结构有长枕埋入式、弹性支撑块式与板式。其 中，采用水泥乳化沥青砂浆的板式无碴轨道具有建筑高度低、自重轻、便于利用 水泥乳化沥青砂浆层对轨道施工过程产生的误差进行控制、调整与修复的优点， 特别是其良好的弹性性能非常适合铁路的高速化，因此具有良好的发展前景，也 是当前我国着力发展的技术。 当前国际上采用的板式轨道主要有日本新干线与德国博格板式【l o 】。我国结合 自身的高速铁路建设实际情况，开发出两类板式轨道结构：c r t s i 型板式轨道 和c i 汀s 一型板式轨道。 本文中研究的c a 砂浆主要是应用于c r t s i i 型板式轨道的c r t s i i 型c a 砂浆。因此，重点介绍c r t s i i 型板式轨道。c r t s i i 型板式轨道系统有预制轨 道板、水泥沥青砂浆层、水硬性支撑层、6 0 k g m 钢轨及配套扣件系统组成，如 图1 1 所示。 图1 - 1c r t s i i 型板式轨道系统 f i g 1 1c r t s i is l a bt r a c ks y s t e m 其最显著的结构特点是在轨道板混凝土收缩徐变完成后，用数控磨床对承轨 北京工、i k 大学工学硕士学位论文 台进行磨削，根据轨道集合形位要求控制每一个承轨台处的磨削量，磨削精度为 0 1 m m 。轨道板现场铺设调整将每个承轨台处的精度控制在o 5 m m 之内，长钢轨 铺设时不需要任何调整工作，就可以达到l m m 的精度。因此，与其它轨道形式 相比，c r t s i i 型板式轨道系统具有质量好、精度高、施工进度快、舒适度高、 安全性好的优点。对于c r t s i i 型板式轨道系统而言，轨道生产、精度测量和沥 青水泥砂浆的制备与灌注是其最核心技术。 c a 砂浆是板式无碴轨道的关键组成部分，是高速铁路板式无碴轨道的刚性 轨道板与混凝土道床之间的调平减振结构层材料。c a 砂浆是由水泥、沥青乳液、 砂和多种外加剂组成，经水泥与沥青共同作用胶结硬化而成的一种新型有机无机 复合材料。使用c a 砂浆填充材料主要有如下功能：1 全面均匀支承轨道板，消 除轨道板与底座之间的差异；2 填充轨道板与混凝土底座之间的空隙，保证轨道 的平稳；3 当下部结构发生变形或破坏时，可以进行修补。c a 砂浆作为板式无 碴轨道结构的弹性调整层关键组成部分，其性能好坏直接影响到板式无碴轨道使 用的耐久性与维护工作量【2 卅。目前，c a 砂浆主要包含i 型c a 砂浆与i i 型c a 砂浆 两种砂浆，分别适用上述两种类型的板式轨道。两种类型砂浆主要区别见下表 2 ， 3 5 】： 表1 1i 型c a 砂浆与i l 型c a 砂浆主要区别 1 a b l e1 1t h ed i f f e r e n c eb e t w e e nic am o r t a ra n di ic am o r t a r 砂浆有机物所占比例组成特点性能特点强度弹性模 i 型砂浆 3 0 水泥与沥青组成复杂，环境低低 用量相当敏感性高 型砂浆 2 0 0 目，鳞片状；6 ) 膨胀剂：u e a 型膨胀剂；7 ) 引气剂：主要成分为松香 类热聚物；8 ) 消泡剂：有机硅类消泡剂； 9 ) 减水剂：本试验采用三种减水剂：聚羧酸系减水剂；木质系减水剂；萘 系减水剂。 一7 一 北京t 业大学工学硕士学位论文 2 1 2 试验方法 2 1 2 1 抗压强度试验 本试验共有l l 组配合比，见表2 1 干混料由水泥、砂、膨胀剂、铝粉、稳 定剂等外加剂组成。其中第1 3 组分别采用不同的减水剂类型：聚羧酸系减水 剂p c 2 1 0 0 ；木质系磺酸钠减水剂；萘系减水剂，相同的减水剂掺量；第4 6 组 为采用聚羧酸系减水剂p c 2 1 0 0 ，不同的掺量；第7 9 组为采用聚羧酸系减水剂 p c 2 1 0 0 ，不同外加水掺量；第1 0 、l l 组为空白样，不掺加减水剂。 表2 - 1c a 砂浆配合比( k g m 3 ) t a b l e2 1t h er a t i oo fc am o r t a r ( k g m 3 ) 编号干混料乳化沥青水减水剂 11 5 4 92 2 l2 3 6 2 5 8 ( 聚羧酸系) 21 5 4 9 2 2 l2 3 6 2 5 8 ( 木质系) ， 31 5 4 9 2 2 l2 3 6 2 5 8 ( 蔡系) 41 5 4 92 2 l2 3 62 1 9 51 5 4 9 2 2 l2 3 61 6 0 61 5 4 92 2 l2 3 61 1 6 71 5 4 92 2 l1 7 53 2 2 81 5 4 9 2 2 l 2 0 03 2 2 91 5 4 92 2 l2 2 53 2 2 1 01 5 4 92 2 12 3 6 1 1 1 5 4 9 2 2 l 2 3 6 试验成型的c a 砂浆抗压强度测试的试块为7 0 7 m m x 7 0 7 m m x 7 0 7 m m 的立 方体试块，自然养护2 8 d 后，利用y n l 一6 0 0 型压力试验机测试其抗压强度。实 验成型的试件和实验用y n l 6 0 0 型压力试验机如图2 1 所示： 一8 一 第2 章c r t s i i 型c a 砂浆的强度一降能研究 试件y n l - 6 0 0 型压力试验 图2 - 1 试件与压力试验机 f i g 2 - 1s p e c i m e na n dp r e s s u r et e s t i n gm a c h i n e 进行抗压强度实验时，方法如下： ( 1 ) 对成型的c a 砂浆试块进行抗压试验 ( 2 ) 实验时，对试块的侧面作为受压面，加荷必须均匀。 ( 3 ) 数据处理： 抗压强度按( 2 1 ) 式计算： c=jf(2-1) 式中：f 广试件抗压强度( m p a ) ； 卜试件破坏荷载； a 试件承压面积( 删群) 。 抗压强度计算精确至o 1 m p a 。 c a 砂浆抗压强度值应符合以下规定： ( 1 ) 三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值( 精确至o 1m p a ) ； ( 2 ) 三个侧值中的最大值或最小值如有一个与中间值之差大于中间值的 1 5 ，则把最大值及最小值一并舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值； ( 3 ) 如最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的1 5 ，则该组试件的 试验结果无效。 2 1 2 2 扫描电镜试验 用扫描电镜观测c a 砂浆试件的微观形貌，方法如下： ( 1 ) 将制作好的试件放入d m x 2 2 0 a 型电镜样品镀膜机中进行镀膜。 ( 2 ) 将镀膜之后的c a 砂浆试件放入扫描电镜，进行观测。 ( 3 ) 对合适的观测区进行拍照。 一9 一 北京t 业大学工学硕士学位论文 实验用样品及主要仪器如图2 2 所示： ( a ) 实验样品 ( a ) e x p e r i m e n t a ls a m p l e s ( b ) d m x 2 2 0 a 型电镜样品镀膜机( c ) 扫描电锐主机 ( b ) d m x - 2 2 0 ac o a t i n gm a c h i n e( c ) s e m 图2 2 实验样品及主要仪器 f i g 2 - 2e x p e r i m e n t a ls a m p l e sa n dt h em a i ni n s t n t m e n t 2 2 试验结果与分析 2 2 1 减水剂种类对c r t si l 型c a 砂浆抗压强度的影响 不同减水剂种类( 对应表2 1 中配比编号为1 、2 、3 、1 0 ) 对c a 砂浆抗压 强度的影响实验结果见表2 2 ： 表2 - 2 不同种类减水剂对c a 砂浆抗压强度影响 t a b l e2 - 2t h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ho fc ac am o r t a rw i t hd i f f e r e n tt y p e so fs u p e r p l a s t i c i z e r s 减水剂种类2 8 d 抗压强度m p a 空白样 1 8 5 聚羧酸系减水剂p c 2 1 0 0 1 7 2 木质系磺酸钠减水剂 1 5 4 萘系减水剂 1 6 8 1 0 一 碌 一繁 拜#j f臻鏊。、黔蟠燃孕缴 旗 ， 囊淤赢令慧级痧黟攮 。滔心 第2 章c r t s i i 型c a 砂浆的强度。降能研究 从表2 2 中可以看出，无论加入何种减水剂，c a 砂浆的2 8 d 抗压强度均较 空白样有不同程度的降低。其中掺入木质系磺酸钠减水剂的c a 砂浆强度降低最 大，降幅达到1 6 7 。而掺入聚羧酸系减水剂的c a 砂浆强度降低最小，掺入萘 系减水剂的次之。分析其原因：不同种类减水剂由于组成成份不同，其作用效果 及减水率也表现出很大的差异性，对c a 砂浆的缓凝效果不同，对c a 砂浆早期 水化过程产生不同影响，因此，对c a 砂浆抗压强度的影响也不相同。 此外，本文研究了三种不同厂家生产的聚羧酸系减水剂对c a 砂浆的抗压强 度的影响。其实验结果见图2 3 ： 由图2 3 可以看出，加入减水剂后，c a 砂浆的l d 、2 8 d 抗压强度均较不加 减水剂低。即使同属于聚羧酸系减水剂，但因是不用厂家生产，其对c a 砂浆抗 压强度的影响亦不同。采用a 厂减水剂的c a 砂浆试块的第l d 、2 8 d 抗压强度均 最低，其强度较不加减水剂的c a 砂浆强度分别低5 0 、1 3 。 空白样a 厂b 厂 聚羧酸减水剂种类 c 厂 图2 3 不同厂家生产的聚羧酸系减水剂对c a 砂浆的抗压强度的影响 f i g 2 - 3t h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ho fc a m o r t a r 除此之外，本实验对掺加聚羧酸系减水剂、木质系磺酸钠减水剂、萘系减水 剂等三种不同种类减水剂以及掺加三种不同厂家生产的聚羧酸系减水剂的c a 砂浆的流动度进行了测试。其结果如图2 4 、图2 5 所示。 由图2 4 可以看出，与不加减水剂的空白样相比，掺加三种不同种类减水剂 的c a 砂浆的流出时间均减小，其中掺加木质系减水剂的c a 砂浆的流出时间最 短，仅为空白样的7 1 。 墙地m 8 6 4 2 o 皇趔惫坦辖 北京工业大学工学硕十学位论文 ( a ) ：聚羧酸系减水剂p c 2 1 0 0 ；( b ) 木质系磺酸钠减水剂；( c ) 萘系减水剂 图2 4 不同减水剂种类的流动度 f i g 2 - 4t h ef l u i d i t yo f c a m o r t a rw i t hd i f f e r e n tt y p o so fs u p e r p l a s t i c i z e r 图2 5 是采用不用厂家生产的聚羧酸系减水剂的c a 砂浆的流动情况。可以 看出，即使均采用了同种类型的减水剂，但因不同厂家生产，已造成了c a 砂浆 流动度的差异。 空白样a rb rc 广 聚羧酸系减水剂种类 图2 5 不同厂家生产的聚羧酸系减水剂的流动度 f i g 2 - 5t h ef l u i d i t yo fc a m o r t a r 丽md i 债r e ms u p e r p l a s t i c i z e r sp r o d u c e db yd i f f e r e n tf a c t o r i e s 由图2 4 、图2 5 可以得出，掺加减水剂之后，c a 砂浆的流出时间均较空白 样减少，即c a 砂浆的流动性能增强。分析其原因，减水剂具有表面活性作用， 能够增大水泥基颗粒与水的接触表面，从而增大拌合物的流动性。因此，掺加减 水剂之后，c a 砂浆的流动性能得到改善。 2 2 2 减水剂掺量对c r t si i 型c a 砂浆抗压强度的影响 一1 2 一 o o o o o o o o 坩 心 儿 9 8 7 6 b謦情嚣 蚰加m加印 l 1 1 1 1 1 1 1 第2 章c r t s i i 型c a 砂浆的强度性能研究 c a 砂浆抗压强度不但受减水剂种类的影响，减水剂的掺量亦对c a 砂浆抗 压强度产生影响。采用聚羧酸系减水剂p c 2 1 0 0 ，不同减水剂掺量( 对应表l 中 配比编号为4 、5 、6 、1 1 ) 对c a 砂浆抗压强度、流动度影响的实验结果见图2 - 6 、 2 7 ： 2 0 篓 1 5 答1 0 鬟5 o o1 1 61 62 1 9 减水剂掺量k s m 3 图2 - 6 不同减水剂掺量对c a 砂浆抗压强度影响 f i g 2 - 6t h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ho fc a m o r t a r 惭t hd f f e r e n tc o n t e n t 1 2 0 1 0 0 芝8 0 姜6 0 薹毫4 0 2 0 0 o1 1 61 6 减水剂掺量k g m 3 2 7 不同减水剂掺量对c a 砂浆流动度影响 f i g 2 - 7t h ef l u i d i t yo f c am o r t a r 、 ，i t l ld i f f e r e n tc o n t e n t 从图2 - 6 可以看出，随着减水剂掺量的增加，c a 砂浆第l d 、2 8 d 抗压强度 均随之减小。减水剂掺量为1 1 6k g m 3 时，c a 砂浆第l d 、第2 8 d 抗压强度分别 比空白样降低4 0 、1 6 7 。减水剂掺量为0 、2 1 9k g m 3 时，c a 砂浆第l d 、 第2 8 d 抗压强度分别从3 s m p a 、1 8 m p a 降低到2 i m p a 、1 5 m p a ，降幅分别为4 0 、1 6 7 ，降幅比较明显。 从图2 7 可以得出，c a 砂浆的流动度随着减水剂掺量的增加而变小。当减 水剂掺量由1 1 6k g m 3 增加到2 1 9i c g m 3 时，c a 砂浆的流动度由8 8 s 降低到7 3 s ， 降幅为1 7 。减水剂具有表面活性作用，能够增大水泥基颗粒与水的接触表面， 从而增大拌合物的流动性。随着减水剂掺量的增加，其表面活性作用增强，因此， c a 砂浆的流动性随着减水剂掺量的增加而增强。 一1 3 北京工、l k 大学工学硕士学位论文 2 2 39 n j n 水掺量对c r t si i 型c a 砂浆抗压强度的影响 外加水是c a 砂浆的重要组成原料，外加水能够保证c a 砂浆水化作用的完 成，但同时外加水量对c a 砂浆抗压强度产生影响。图2 8 为不同外加水掺量( 对 应表l 中配比编号为7 、8 、9 ) 对c a 砂浆2 8 d 抗压强度影响的实验结果： 从图2 8 可以得出，随着外加水掺量的增加，c a 砂浆抗压强度下降。其外 加水掺量从1 7 5k g m 3 增加到2 2 5k g m 3 时，c a 砂浆抗压强度从2 0 m p a 降低到 1 8 m p a ，降幅1 0 。 2 0 5 2 0 芒1 9 5 囊 运1 9 罾1 8 5 岛 蝠1 8 1 7 5 1 7 2 0 0 外加水量k g 3 图2 8不同外加水掺量对c a 砂浆抗压强度影响 f i g 2 - 8t h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ho fc am o r t a rw i t hd i f f e r e n ta p p l i e dw a t e r 外加水能够使c a 砂浆具有较大流动度，表2 3 给出了不同外加水掺量的 c a 砂浆流动度和含气量。 表2 3 外加水量对c a 砂浆流动度和含气量的影响 t a b l e2 - 3c am o r t a r sf l u i d i t ya n dg a sc o n t e n tw i t hd i f f e r e n ta p p l i e dw a t e r 外加水量k g m 3 含气量c a 砂浆流动度s 1 7 56 5 1 8 0 2 0 06 8 1 5 7 2 2 57 68 8 由表2 3 可以看出，c a 砂浆的含气量随着外加水的增大而增大。当外加水 掺量由1 7 5 k g m 3 增加到2 2 5 k g m 3 时，c a 砂浆的含气量由6 5 增大至7 6 ， 增幅1 6 9 。c a 砂浆的流出时间随着外加水掺量的增而降低，也就是c a 砂浆 的流动性能随着外加水掺量的增加而增强。 一1 4 第2 章c r t s i i 型c a 砂浆的强度性能研究 2 2 4s e m 观测的c a 砂浆微观形貌 将自然养护的c a 砂浆试件去表皮，将中心部分碎成小块，取较平整的部分 在无水乙醇中浸泡中止水化。5 0 下干燥至恒重，在高真空下镀一层金膜，用 扫描电镜( s e m ) 观察样品表面的微观情况，并拍摄照片以观察c a 砂浆的微观 结构。结果如图2 9 所示。 c a 砂浆是由水泥、沥青乳液、砂和多种外加剂组成，经水泥与沥青共同作 用胶结硬化而成的一种新型有机无机复合材料。c a 砂浆水化后，既具有水泥水 化产物的特征，同时因有沥青乳液的掺入，又具有其独特的微观特征。从图in - i 以看出，形状不规则的a f t 在c