无砟轨道充填层砂浆流变性的时温效应及其机制

基本信息
批准号:51278231
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:洪锦祥
学科分类:
依托单位:江苏省建筑科学研究院有限公司
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:缪昌文,周栋梁,朱晓斌,徐静,陈香,刘至飞,邓成,冯攀
关键词:
时温效应作用机制流变性充填层砂浆
结项摘要

Filling layer mortar( Cement asphalt Mortar,CA mortar) is the key component of ballastless slab track structure, the desirable workability of which is the prerequisite for CA mortar to achieve the performances designed. However, its large and quick lose of fluidity, high sensitiveness to humidity, and shortly working time severely affect the progress and quality on the construction of high speed railway. The current study, based on rheological theory, will focus on revealing the time-dependent changing law of plastic viscosity and yield stress of the four-element compound system (CA mortar)-water, cement, emulsified asphalt and superplasticizer-at different environmental temperatures. From both the levels of macroscopic phenomena and micro structure, the early cement hydration, emulsified asphalt breaking, the adsorption-and-separation behavior, and its variation law of CA mortar with time and temperature will be investigated under the interaction of cement, asphalt and superplasticizer. Additionally, the interactive mechanisms of those three components will be demonstrated, which will be the foundation for the further study on the interactive effect and their internal relation of the cement hydration, emulsified asphalt breaking and adsorption of water reducer. Critical factors influencing CA mortar's time-temperature effect will be determined, and the mechanisms on the time-temperature effect of CA mortar will finally be revealed essentially. Results of this study can provide theoretical basis for the solution of the short-working-time problem of CA mortar and can help promote its technical innovation in our Country.

充填层砂浆(简称CA砂浆)是板式无砟轨道的关键组成部分,良好的工作性是CA砂浆达到设计性能的前提。但CA砂浆流动性损失大、对温度敏感、可工作时间短的问题严重影响了高速铁路的施工进度和质量。项目以水-水泥-乳化沥青-减水剂四元复合体系(CA浆体)为研究对象,基于流变学原理,在不同温度环境下,考察复合体系的塑性粘度和屈服应力的经时变化规律。从宏观现象和微细观结构两个层面,在水泥-乳化沥青-减水剂交互作用下,研究CA浆体早期水泥水化、乳化沥青破乳和减水剂吸附分散行为及其随时间和温度的变化规律,阐明水泥-乳化沥青-减水剂的交互作用机理,分析并探寻水泥水化、乳化沥青破乳、减水剂吸附及三者交互作用与流变性变化的内在联系,明确影响CA砂浆时温效应的关键因素,并最终从本质上揭示CA砂浆时温效应的作用机制。研究成果为解决CA砂浆可工作时间短的问题提供理论依据,有利于推动我国CA砂浆的技术创新。

项目摘要

研究了水泥-乳化沥青浆体各组分的交互作用,探明了水泥-乳化沥青体系早期流变损失的主要因素,建立了基于浆体微结构演变的流变模型,并提出了调控浆体流变行为的技术措施。.通过凝结时间、水化热、浆体电阻率和原位XRD等手段阐明了阴离子乳化沥青对水泥水化过程的缓凝效应;揭示了阴离子乳化沥青通过静电作用选择性的吸附到水泥颗粒表面,影响了水泥颗粒的离子溶出,从而延缓了水泥的水化的缓凝作用机理。.揭示了水泥水化促进乳化沥青破乳机制:水泥水化产生的高价阳离子屏蔽了阴离子乳化沥青表面的部分负电荷,压缩了表面双电层,降低了阴离子乳化沥青颗粒之间的斥力位能,打破了阴离子乳化沥青颗粒之间的相互吸引与排斥的平衡状态,从而导致阴离子乳化沥青之间发生破乳团聚。.通过改变减水剂与阴离子乳化沥青的加入顺序,首次发现减水剂与阴离子乳化沥青对水泥颗粒表面的竞争吸附关系,即减水剂优先于阴离子乳化沥青而吸附到水泥颗粒表面;并阐明了减水剂与阴离子乳化沥青对水泥的竞争吸附机理:减水剂分子粒径较小,迁移速度更快,优先于阴离子乳化沥青而迁移到水泥颗粒表面;减水剂分子的电荷密度高于阴离子乳化沥青的电荷密度,使得减水剂分子与水泥颗粒表面之间的静电吸附作用力更强。.水泥-乳化沥青浆体流变损失的影响因素:乳化沥青延缓了水泥的早期水化过程,说明水泥水化并不是导致浆体流变损失的直接因素;阴离子乳化沥青的破乳,在浆体内形成团聚体,导致水泥-乳化沥青浆体的剪切应力和塑性粘度都显著增加,是造成水泥-乳化沥青浆体流变损失的重要原因之一;阴离子乳化沥青周围的水分子由于受到乳化剂的作用而形成了大量的氢键,导致粘度较大,也是造成水泥-乳化沥青浆体流变损失的因素。.建立了基于浆体微结构演变的浆体流变模型;从微观角度揭示了CA砂浆流变性损失机制。.揭示和阐明CA砂浆中各组分的交互作用和影响规律有助于丰富CA砂浆工作性能的调控的理论依据,对于拓展CA砂浆的应用也有积极的意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
3

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
4

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
5

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

DOI:
发表时间:2022

洪锦祥的其他基金

相似国自然基金

1

CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层自密实混凝土的研究

批准号:51408224
批准年份:2014
负责人:王慧贤
学科分类:E08
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

无砟轨道充填层自密实混凝土流动过程能量耗散机制研究

批准号:51378499
批准年份:2013
负责人:李化建
学科分类:E08
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的水损害机理研究

批准号:51208439
批准年份:2012
负责人:曾晓辉
学科分类:E0809
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于贝叶斯的CRTS I 型板式无砟轨道CA充填层的损伤识别

批准号:51708242
批准年份:2017
负责人:胡琴
学科分类:E0806
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目