水泥沥青复合胶结料硬化过程及硬化机制研究

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1、硕士学位论文水泥沥青复合胶结料硬化过程及硬化机制研究RESEARCHONHARDENINGPROCESSANDHARDENINGMECHANISMOFCEMENTASPHALTCOMPOSITEBINDER谭志鸿哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：U414学校代码：10213国际图书分类号：625.7密级：公开工程硕士学位论文水泥沥青复合胶结料硬化过程及硬化机制研究硕士研究生：谭志鸿导师：李云良副教授申请学位：工程硕士学科：交通运输工程所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学

2、位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U414U.D.C:625.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONHARDENINGPROCESSANDHARDENINGMECHANISMOFCEMENTASPHALTCOMPOSITEBINDERCandidate：ZhihongTanSupervisor：AssociateProf.YunliangLiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEng

3、ineeringSpeciality：TransportationEngineeringAffiliation：SchoolofTransportationScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要水泥沥青复合胶结料（简称CA复合胶结料）是一种由水泥、沥青及多种外加剂硬化胶结而成的无机-有机复合材料。CA复合胶

4、结料是高速铁路无碴轨道垫层CA砂浆的胶结材料。CA复合胶结料硬化成型阶段，水泥与乳化沥青的交互作用使得胶结料微观结构、宏观性质等发生持续变化，直接影响胶结料施工性能和服役性能。本文针对CA复合胶结料的硬化过程展开研究，重点研究硬化过程中流变性质、电特性、微观结构的改变及硬化过程中水泥与乳化沥青交互作用机制。基于原材料相容性原则，确定了原材料性能评价指标，确定了水泥、乳化沥青及外加剂的品种。基于高铁及道路工程施工中CA砂浆配合比设计，确定了CA复合胶结料拌和工艺及原材料配比。确定了硬化过程中CA复合胶结

5、料流变性质、电特性及微观结构的研究方法。基于非牛顿流体的基本理论，分析了硬化过程中CA复合胶结料流体类型的改变。测定了硬化过程中CA复合胶结料流变曲线，分析了C/A、外加剂对胶结料流变类型的影响。基于触变性流体的基本理论，确定了CA复合胶结料触变性的表征方式，研究了硬化过程中胶结料触变性的改变，分析了C/A、外加剂对胶结料触变性的影响。研究了硬化过程中CA复合胶结料黏度的变化规律，分析了C/A、剪切速率对胶结料黏度的影响。基于流体流变模型的基本理论，确定了CA复合胶结料硬化过程中的流变适用模型，分析了

6、Herschel-Bulkley模型硬化过程中屈服应力、流变指数、稠度系数等参数的经时性。分析了流动度的经时性，建立了流动度与屈服应力关系模型。结合CA复合胶结料硬化过程中流变参数敏感性分析，确定了胶结料硬化过程流变性质变化的表征指标，并建立了屈服应力预测模型。基于水泥水化及乳化沥青破乳机理，确定了CA复合胶结料硬化过程中水泥水化程度和乳化沥青破乳程度表征指标。研究了乳化沥青对水泥水化热、初终凝时间的影响及水泥对乳化沥青Zeta电位影响。基于电阻率法和微观结构观测研究了CA复合胶结料水泥与乳化沥青的交

7、互作用。基于水泥水化与乳化沥青破乳的交互作用机制分析了CA复合胶结料的硬化过程。关键词：水泥沥青；硬化过程；流变模型；触变性；水化反应；交互作用I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractCementasphaltcompositebinder(CAcompositebinder)isaninorganic-organiccompositematerial.Itismadeofcement,asphalt,andvariousadditivesthatarehardenedandcemented.

8、CAcompositebinderisthecementmaterialfortheCAmortarofthehigh-speedrailwayballastlesstrackcushion.Itcanalsobeusedforroadsemi-flexiblebaseandroadsurfacerepairmaterials.CACompositeBinderHardeningMoldingStage,theinteractionofcementand