摘要：水泥乳化瀝青砂漿（CA砂漿）性能易受到養(yǎng)生環(huán)境和原材料組成的影響，通過設(shè)置的5組養(yǎng)生條件和3種配合比進(jìn)行CA砂漿收縮率和動(dòng)態(tài)黏彈性能的測(cè)試，并采用掃描電鏡觀察其微觀形貌。結(jié)果表明：摻加粉煤灰會(huì)適當(dāng)增大CA砂漿的膨脹率，不同養(yǎng)生濕度下砂漿體積變化趨勢(shì)不同，增大瀝灰比、升高養(yǎng)生溫度均可改善CA砂漿的體積穩(wěn)定性；摻粉煤灰CA砂漿的儲(chǔ)能模量和損耗模量均隨養(yǎng)生溫度升高而增大，表現(xiàn)為砂漿剛度提高，變形時(shí)內(nèi)部摩擦力做功增加；摻加粉煤灰能夠改善CA砂漿的黏彈性能，其低溫抗開裂性、高溫抵抗變形能力均有所增強(qiáng)；20 ℃干養(yǎng)下粉煤灰CA砂漿黏彈性能最優(yōu)；綜合收縮性能和黏彈性能，20 ℃干養(yǎng)下瀝灰比為1.4的粉煤灰CA砂漿性能較優(yōu)。微觀形貌觀察的結(jié)果顯示摻加粉煤灰后CA砂漿瀝青膜增厚、孔隙率降低、結(jié)構(gòu)更加致密，這是摻加粉煤灰CA砂漿體積穩(wěn)定性和黏彈性得以改善的主要原因。

關(guān)鍵詞：水泥乳化瀝青砂漿；粉煤灰；養(yǎng)生條件；收縮率；黏彈性

中圖分類號(hào)：U414文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

Effect of curing conditions on shrinkage and viscoelastic properties of fly ash cement emulsified asphalt mortar

CHEN "Yonghang，LI "Gang*，ZHAO "Hongyan，ZHU "Wenzheng，YU "Xuexia，LI "Wenhui

（College of Water Conservancy amp; Architectural Engineering，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832000，China）

Abstract： The performance of cement emulsified asphalt mortar （CA mortar） is easily affected by the health environment and the composition of raw materials.Using three different mix ratios and five sets of health conditions，the shrinkage and dynamic viscoelastic properties of CA mortar were investigated.A scanning electron microscope was used to examine the microscopic morphology of CA mortar.The results show that the addition of fly ash will appropriately increase the expansion rate of CA mortar.The volume change trend of mortar under different curing wetness is different，increasing the ratio of asphalt to cementitious material and increasing the curing temperature can improve the volume stability of CA mortar.The storage modulus and loss modulus of fly ash CA mortar both increase with the increase of curing temperature.It is manifested as the increase of mortar stiffness and the increase of internal friction work during deformation.The addition of fly ash improves the viscoelastic properties of CA mortar，and its cracking resistance at low temperature and deformation resistance at high temperature are enhanced.The results of loss factor show that the viscoelastic properties of fly ash CA mortar under dry culture at 20℃ are the best.Comprehensive shrinkage and viscoelastic properties，fly ash CA mortar with the ratio of asphalt to cementitious material of 1.4 under dry culture at 20℃ has better performance.The thickening，porosity，and denser structure of the CA mortar asphalt membrane following the addition of fly ash are the primary factors enhancing the volume stability and viscoelastic performance of CA mortar，according to the findings of the microscopic morphological observation.

Key words： cement emulsified asphalt mortars;fly ash;curing conditions;shrinkage rate;viscoelastic

高速鐵路板式無砟軌道是一個(gè)復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)體系，其中水泥乳化瀝青砂漿（簡(jiǎn)稱CA砂漿）作為軌道結(jié)構(gòu)填充層材料，承擔(dān)著傳遞荷載、吸振、隔振等功能。CA砂漿是水泥基材料與瀝青組成的復(fù)合材料，對(duì)環(huán)境溫濕度敏感，在不同溫濕度下會(huì)表現(xiàn)出不同的性能［1-2］，且養(yǎng)生溫度也會(huì)影響其強(qiáng)度的發(fā)展［3］，因此，CA砂漿暫行技術(shù)條件中建議CA砂漿的灌注溫度應(yīng)控制在5～40 ℃［4］。王濤等［5］將CA砂漿密封養(yǎng)生后發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的水分不易蒸發(fā)，相對(duì)濕度較高，砂漿的干燥收縮降低；Fang等［6］研究表明瀝青的存在使CA砂漿的黏彈性行為對(duì)溫度高度敏感，溫度從-40℃升至60℃，CA砂漿由準(zhǔn)彈性固體、低黏高彈性固體轉(zhuǎn)變?yōu)楦唣さ蛷椥怨腆w，黏彈性能發(fā)生了較大變化。綜上可見，適宜的養(yǎng)生溫濕度是CA砂漿性能穩(wěn)定的關(guān)鍵。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者常采用添加摻合料來改善CA砂漿的性能。粉煤灰作為一種固體廢棄物，具有潛在活性，在水泥基材料中應(yīng)用廣泛，對(duì)瀝青砂漿性能也有一定的影響，例如：丁蒙亭等［7］發(fā)現(xiàn)瀝青膠漿內(nèi)摻粉煤灰后具有較好的抗變形能力和低溫性能；胡安宇等［8］通過在CA砂漿中摻入少量粉煤灰能提高拌合物的流動(dòng)性和力學(xué)性能；Le等［9］發(fā)現(xiàn)當(dāng)粉煤灰摻量大于10%時(shí)CA砂漿抗壓強(qiáng)度下降幅度增大，而粉煤灰摻量過少時(shí)對(duì)CA砂漿流變性無明顯影響；Sun等［10］研究發(fā)現(xiàn)粉煤灰與瀝青相互作用，且瀝青砂漿的高溫穩(wěn)定性和彈性恢復(fù)能力增強(qiáng)，但低溫性能降低了。

至今相關(guān)的研究主要集中在粉煤灰對(duì)CA砂漿的力學(xué)性能及流動(dòng)性改善方面，較少涉及養(yǎng)生溫濕度對(duì)粉煤灰CA砂漿收縮及黏彈性能的影響，而且CA砂漿在養(yǎng)生和后續(xù)服役過程中會(huì)發(fā)生一定程度的收縮和黏彈性能變化，該變化主要是受外界環(huán)境溫濕度變化影響。因此，本文研究設(shè)置不同的養(yǎng)生條件和配合比研究粉煤灰CA砂漿收縮性能和黏彈性能變化規(guī)律，并分析其內(nèi)在原因，旨在為CA砂漿的工程應(yīng)用提供一定的借鑒。

1試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.1試驗(yàn)原材料

（1）粉煤灰。選用新疆石河子市熱電廠生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)粉煤灰。粉煤灰細(xì)度7.8%，燒失量2.1%，需水比94%，含水率0.2%，SO3含量為1.3%。

（2）乳化瀝青。選用新疆石河子市瀝青拌合站生產(chǎn)的克拉瑪依90#瀝青自制陽離子丁苯橡膠（SBR）改性乳化瀝青，其主要性能指標(biāo)見表1。

（3）外加劑。SBR-65改性劑，外觀為奶白色，pH值為6，布氏粘度500～1500Pa·s；LT-CZ2慢裂型陽離子乳化劑，淡黃色透明液體，活化物含量40%～50%，pH值6～7；WH-A型聚羧酸減水劑，外觀呈黃色；以鈣礬石和氫氧化鎂為膨脹源的復(fù)合膨脹劑；礦物油基消泡劑；十四烷基三甲基溴化銨引氣劑，外觀呈白色粉末；新疆天能水泥有限公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥P·O 42.5。

（4）砂礫。采用新疆獨(dú)山子料場(chǎng)生產(chǎn)的天然細(xì)砂，表觀密度ρ為2.76g·cm-3，含水率為0.12%。

1.2CA砂漿配合比設(shè)計(jì)

CA砂漿根據(jù)乳化瀝青與無機(jī)膠凝材料之比（瀝灰比）分CRTS Ⅰ型和CRTS Ⅱ型，其中CRTS Ⅰ型砂漿的瀝灰比大于1.4，CRTS Ⅱ型的瀝灰比大于0.35。由于瀝灰比的不同，CA砂漿在動(dòng)態(tài)荷載作用下的力學(xué)性能有所差異，主要表現(xiàn)在黏彈性能方面。有研究顯示CA砂漿中粉煤灰摻量在10%以內(nèi)力學(xué)性能較好［9］，而且課題組前期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，粉煤灰摻量為6%時(shí)CA砂漿具有較好的力學(xué)性能，所以本文研究中采用內(nèi)摻6%粉煤灰代替部分水泥，摻粉煤灰后，視砂漿拌和流動(dòng)狀態(tài)微調(diào)外加用水量。CA砂漿配合比方案見表2，普通CA砂漿和粉煤灰CA砂漿分別表示為O-CA、FA-CA。

1.3養(yǎng)生條件設(shè)計(jì)

考慮到環(huán)境溫度低于5℃時(shí)水泥不再水化，同時(shí)5℃在北方春季和早秋出現(xiàn)概率較大，因此，本文研究5℃下?lián)椒勖夯褻A砂漿性能變化的規(guī)律，這對(duì)擴(kuò)大春秋季工程施工時(shí)間具有較好的指導(dǎo)意義。由于制備CA砂漿時(shí)要求瀝青的軟化點(diǎn)在42～54℃，養(yǎng)護(hù)溫度過高，瀝青將軟化流淌，不能保證砂漿體積穩(wěn)定性，所以設(shè)計(jì)養(yǎng)生溫度最高為40℃。養(yǎng)生濕度的選擇為空氣濕度（45%）即干養(yǎng)［3］，參照水泥混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生濕度（95%）即濕養(yǎng)。采用BY-260TH型恒溫恒濕環(huán)境箱進(jìn)行養(yǎng)生，當(dāng)環(huán)境箱溫度為5℃時(shí)實(shí)測(cè)濕度不能夠達(dá)到95%，低溫高濕的養(yǎng)生條件不可控，所以5℃養(yǎng)生時(shí)僅設(shè)置干養(yǎng)條件，5組養(yǎng)生條件設(shè)計(jì)見表3。

1.4試驗(yàn)方法

1.4.1收縮率測(cè)試

根據(jù)設(shè)置的5種養(yǎng)生條件，以普通CA砂漿為對(duì)照組，粉煤灰CA砂漿為測(cè)試組，每組9個(gè)試件，試件尺寸為40mm×40mm×160mm（圖1a）。試件在室溫養(yǎng)生48h后脫模，脫模后在不同養(yǎng)生條件下持續(xù)養(yǎng)生90d。采用SP-175型立式砂漿收縮儀（圖1b）進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試前采用標(biāo)準(zhǔn)棒校準(zhǔn)收縮儀，將試件兩端黃銅擦拭干凈，并標(biāo)注試件的測(cè)量方向。按照J(rèn)GJ/T 70—2009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》計(jì)算CA砂漿收縮率，以CA砂漿試件脫模時(shí)的長(zhǎng)度為初始長(zhǎng)度，養(yǎng)生90d齡期的長(zhǎng)度為最終長(zhǎng)度。

1.4.2黏彈性測(cè)試

黏彈性測(cè)試試驗(yàn)組次設(shè)計(jì)同收縮率測(cè)試，將養(yǎng)生28d的收縮率試件切割成10mm×60mm×5mm（圖2a）的黏彈性試件。試驗(yàn)儀器采用DMA242E型動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀（圖2b），試驗(yàn)溫度范圍為-10～60℃，試驗(yàn)升溫速率2℃·min-1，降溫方式為液氮，加載頻率10 Hz，加載振幅3μm，測(cè)試CA砂漿的儲(chǔ)能模量、損耗模量，然后參照文獻(xiàn)［11］中公式計(jì)算損耗因子。2結(jié)果與討論

2.1不同養(yǎng)生條件對(duì)摻粉煤灰CA砂漿收縮性能的影響

干養(yǎng)不同溫度下90d齡期CA砂漿試件的收縮率結(jié)果（圖3a）顯示：干養(yǎng)下?lián)椒勖夯褻A砂漿體積收縮，隨養(yǎng)生溫度的增加，收縮率先減小后增大，20℃時(shí)收縮率整體最小。瀝灰比為1.2時(shí)，粉煤灰CA砂漿20℃的收縮率為605.20×10-6，相較于5℃和40℃分別減小了62.35%和23.03%。低溫（5℃）養(yǎng)生時(shí)，水泥水化速率極慢，且粉煤灰的膠結(jié)能力弱于水泥，受疊加溫縮作用，收縮率較普通CA砂漿更大。20℃時(shí)，水泥正常水化，粉煤灰能夠填充CA砂漿內(nèi)部的毛細(xì)管道，降低了干養(yǎng)條件下的水分蒸發(fā)量，加深了無機(jī)膠凝材料的水化程度，增強(qiáng)了交織結(jié)構(gòu)的體積穩(wěn)定性，砂漿收縮率減小。養(yǎng)護(hù)溫度越高（40℃），毛細(xì)孔內(nèi)水分蒸發(fā)速度越快，孔內(nèi)負(fù)壓增大導(dǎo)致毛細(xì)孔周圍顆?；ハ嗫拷?，引起砂漿干燥收縮。另外，相較40℃，20℃時(shí)瀝青處于橡膠態(tài)，與水化產(chǎn)物形成的交織結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，對(duì)砂漿收縮行為的約束力更高。由上可知：20℃干養(yǎng)下的粉煤灰CA砂漿體積穩(wěn)定性最好。

不同養(yǎng)生溫度下濕養(yǎng)90d齡期CA砂漿收縮率測(cè)試結(jié)果（圖3b）顯示：當(dāng)養(yǎng)生溫度為20℃時(shí)，粉煤灰試件體積膨脹，且隨瀝灰比增大，砂漿膨脹率減小，體積穩(wěn)定性增加；當(dāng)養(yǎng)生溫度升高到40℃，隨著瀝灰比增大，砂漿體積變化絕對(duì)值降低。說明瀝灰比的增大一定程度上改善了砂漿的體積穩(wěn)定性，這是由于瀝青占比增大，延緩砂漿水分蒸發(fā)，使無機(jī)膠凝材料水化更充分，砂漿體積穩(wěn)定性增強(qiáng)。

相較于普通CA砂漿，摻粉煤灰后CA砂漿體積有膨脹趨勢(shì)。當(dāng)瀝灰比為1.4，20℃濕養(yǎng)時(shí)FA-CA砂漿的膨脹率為553.9×10-6，比O-CA增大了15.54%，而40℃濕養(yǎng)時(shí)FA-CA砂漿膨脹率為476.50×10-6，比O-CA增大了34.30%。這是因?yàn)樵跀?shù)天的潮濕養(yǎng)生環(huán)境下，粉煤灰中的SiO2和Al2O3等活性成分受砂漿中水泥水化后堿環(huán)境的激發(fā)，可能產(chǎn)生鈣礬石等膨脹性物質(zhì)［12］，引起砂漿體積膨脹；另外，升高養(yǎng)生溫度時(shí)，粉煤灰CA砂漿的自生收縮會(huì)增大［13］，從而使砂漿膨脹率降低，這表明濕養(yǎng)下升高養(yǎng)生溫度能有效改善粉煤灰CA砂漿的體積穩(wěn)定性。

綜上可知：相同養(yǎng)生溫度下，摻粉煤灰CA砂漿的收縮率隨瀝灰比的增大而減小，20℃干養(yǎng)下，瀝灰比1.4的摻粉煤灰CA砂漿收縮率為449.18×10-6，相比瀝灰比1.2、1.0分別減小了25.78%和29.51%。其原因是高瀝灰比形成的交織結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，瀝青膜以連續(xù)相與水化產(chǎn)物交織［14］，從而更有效抑制砂漿的收縮行為。

2.2不同養(yǎng)生條件對(duì)摻粉煤灰CA砂漿黏彈性能的影響

采用瀝灰比為1.4的配合比，探討不同養(yǎng)生條件下?lián)椒勖夯褻A砂漿黏彈性能變化的規(guī)律。

2.2.1不同養(yǎng)生條件對(duì)摻粉煤灰CA砂漿儲(chǔ)能模量的影響

儲(chǔ)能模量E′能夠表征CA砂漿在動(dòng)態(tài)荷載作用下的剛度，儲(chǔ)能模量越大，砂漿的剛度越大［11］。由不同養(yǎng)生條件下CA砂漿E′變化情況（圖4）可見：隨著測(cè)試溫度的升高，砂漿的E′逐漸下降后保持穩(wěn)定。將砂漿的E′下降幅度較大的-10℃～25℃定為低溫段，下降幅度較小的25℃～60℃定為高溫段，在低溫段下瀝青中的高分子鏈之間的作用力強(qiáng)，對(duì)瀝青中自由分子的束縛能力較強(qiáng)［15］，此時(shí)瀝青處于玻璃態(tài)，CA砂漿的剛度較大；隨著測(cè)試溫度上升，瀝青自由體積增加，由玻璃態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z態(tài)，CA砂漿的剛度逐漸減?。欢邷囟蜗聻r青開始軟化、流淌，由橡膠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轲ち鲬B(tài)，此時(shí)CA砂漿的剛度由水泥水化產(chǎn)物提供并保持穩(wěn)定。

測(cè)試溫度為10℃時(shí)CA砂漿儲(chǔ)能模量下降速率較為穩(wěn)定，以此來對(duì)比砂漿剛度特性。摻粉煤灰后，CA砂漿E′明顯增大，且隨著養(yǎng)生溫度的升高，粉煤灰CA砂漿E′逐漸增加，其中，F(xiàn)A-40-G相比O-40-G、FA-20-G分別增大了32.44%、4.68%（圖4a），F(xiàn)A-40-S相比O-40-S、FA-20-S分別增大了19.83%、5.73%（圖4b）。這是因?yàn)榉勖夯夷軌虬l(fā)揮微集料效應(yīng)增大CA砂漿的密實(shí)度，引起儲(chǔ)能模量增大［16］；另外，養(yǎng)生溫度的升高時(shí)，交織結(jié)構(gòu)的緊密狀態(tài)增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)體系對(duì)分子鏈的束縛力增強(qiáng)，使其難以產(chǎn)生滑移，使得粉煤灰CA砂漿儲(chǔ)能模量增加，剛度增大。

相較于濕養(yǎng)條件，干養(yǎng)條件下?lián)椒勖夯褻A砂漿的E′更大，測(cè)試溫度為10℃時(shí)，F(xiàn)A-40-S相較于FA-40-G增大了8.09%，F(xiàn)A-20-S相較于FA-20-G增大了6.62%。這是因?yàn)槌睗癍h(huán)境提高了水泥和粉煤灰的水化程度，增大了砂漿內(nèi)部交織結(jié)構(gòu)的剛度［9］，從而導(dǎo)致儲(chǔ)能模量增加。2.2.2不同養(yǎng)生條件對(duì)摻粉煤灰CA砂漿損耗模量的影響

CA砂漿的損耗模量E″越大，其內(nèi)部高分子鏈產(chǎn)生滑移時(shí)摩擦力所做的功越多，越難發(fā)生變形［11］。由不同養(yǎng)生條件CA砂漿E″變化規(guī)律（圖5）可見：CA砂漿E″與E′變化規(guī)律相近，隨著測(cè)試溫度的升高，砂漿的E″逐漸下降后保持穩(wěn)定。

因CA砂漿在高溫下易受到不可恢復(fù)的變形，損傷其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故選取測(cè)試溫度30℃時(shí)的損耗模量對(duì)比砂漿在高溫下變形的難易程度。摻粉煤灰后，CA砂漿E″明顯增大，且隨著養(yǎng)生溫度升高，摻粉煤灰CA砂漿E″逐漸增大，F(xiàn)A-40-G相比O-40-G、FA-20-G分別增大了45.22%、16.57%（圖5a），F(xiàn)A-40-S相比FA-20-S、O-40-S分別增大了57.98%、17.67%（圖5b）。這是由于粉煤灰是多孔結(jié)構(gòu)，比表面積、孔隙率大，瀝青的膠質(zhì)和油分能夠吸附并滲入到粉煤灰的表面孔隙中［17］，致使瀝青變稠；同時(shí)，粉煤灰中的堿性物質(zhì)與瀝青接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的化學(xué)吸附，擴(kuò)大瀝青與無機(jī)膠凝材料交互作用形成的溶劑化膜［18］，致使瀝青與集料的黏結(jié)力和瀝青內(nèi)部分子鏈之間的摩擦力，因此砂漿發(fā)生變形時(shí)所做的功增大，砂漿E″大幅增加。養(yǎng)生溫度升高，水泥水化較充分，交織結(jié)構(gòu)體對(duì)分子鏈的約束能力增強(qiáng)，鏈段之間的摩擦力增大，砂漿在外力作用下發(fā)生變形時(shí)所做的功增大，導(dǎo)致砂漿E″增大。

濕養(yǎng)CA砂漿的E″相比干養(yǎng)有所增長(zhǎng)，F(xiàn)A-20-S相比FA-20-G增長(zhǎng)了13.41%，F(xiàn)A-40-S相比FA-40-G增長(zhǎng)了14.55%，表明潮濕環(huán)境下粉煤灰的火山灰效應(yīng)更加顯著，砂漿內(nèi)部的交織結(jié)構(gòu)體增強(qiáng)，外力作用下難以發(fā)生變形，從而增大了砂漿的E″。

2.2.3不同養(yǎng)生條件對(duì)摻粉煤灰CA砂漿損耗因子的影響

CA砂漿作為典型的黏彈性材料，損耗因子能夠表征砂漿的黏彈性比例。損耗因子越小，砂漿黏性比例越小，在動(dòng)態(tài)荷載作用下砂漿變形來不及發(fā)展，應(yīng)變滯后應(yīng)力的現(xiàn)象不明顯［19］，易發(fā)生脆性破壞。在實(shí)際工程應(yīng)用中，為防止砂漿低溫開裂，需要增大砂漿的損耗因子；而高溫環(huán)境下要求砂漿在工作時(shí)具有一定的彈性，避免在高溫下砂漿受到外力后產(chǎn)生不可恢復(fù)變形而損傷其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，損耗因子應(yīng)越小越好。由不同養(yǎng)生條件下CA砂漿損耗因子tanδ變化（圖6）可見：隨著測(cè)試溫度的升高，砂漿內(nèi)部瀝青軟化，應(yīng)變滯后應(yīng)力的現(xiàn)象越發(fā)明顯，在外力作用下受到不可恢復(fù)變形增多，tanδ逐漸增大，砂漿黏性比例增大；當(dāng)瀝青到達(dá)黏流區(qū)后，砂漿的變形由水泥水化物組成的結(jié)構(gòu)支撐，應(yīng)變滯后的現(xiàn)象減弱，tanδ減小，彈性比例增大。其中，干養(yǎng)條件下，F(xiàn)A-20-G砂漿在整個(gè)測(cè)試溫度范圍均表現(xiàn)出最好的黏彈性，-10℃的tanδ最大為0.33，高溫段峰值最小為0.85（圖6a）；濕養(yǎng)條件下，低溫段FA-40-S砂漿黏性更大，-10℃的tanδ為0.30，而高溫段彈性最大為FA-20-S，tanδ峰值最小為0.93（圖6b）。綜合來看，干養(yǎng)的粉煤灰CA砂漿黏彈性優(yōu)于濕養(yǎng)。這主要是由于濕養(yǎng)試件的含水率較高，低溫下砂漿內(nèi)部水分結(jié)冰，凍結(jié)狀態(tài)下高分子鏈難以產(chǎn)生滑移，砂漿應(yīng)變滯后現(xiàn)象不明顯，砂漿的抗開裂性能變差；高溫下砂漿內(nèi)部的高分子鏈松弛，應(yīng)變滯后應(yīng)力現(xiàn)象越發(fā)明顯，增大了其黏性比例，使得高溫穩(wěn)定性變差。另外，F(xiàn)A-CA砂漿相比O-CA在低溫段tanδ增大，高溫段tanδ減小，表明粉煤灰能夠改善CA砂漿的黏彈性能。

綜上可知：升高養(yǎng)生溫度，摻粉煤灰CA砂漿的儲(chǔ)能模量和損耗模量均增大，即砂漿的剛度和產(chǎn)生變形時(shí)內(nèi)部摩擦力所做的功增大；相較于普通砂漿，粉煤灰砂漿在低溫段黏性較大，高溫段下彈性較大，表現(xiàn)出良好的低溫抗開裂性和高溫抵抗變形能力，大幅改善了CA砂漿的黏彈比例；損耗因子結(jié)果顯示20℃干養(yǎng)下粉煤灰CA砂漿黏彈性能最好。

2.3不同瀝灰比對(duì)摻粉煤灰CA砂漿黏彈性能的影響

選取20℃干養(yǎng)條件研究不同瀝灰比對(duì)粉煤灰CA砂漿黏彈性能的影響規(guī)律，試驗(yàn)結(jié)果（圖7）顯示：隨著瀝灰比增大，粉煤灰CA砂漿的E′低溫段增大（圖7a）、E″高溫段增大（圖7b）；低溫段下瀝灰比為1.4的砂漿黏性比例大，高溫段下瀝灰比為1.0的彈性比例大，瀝灰比為1.4次之（圖7c）。這是因?yàn)镃A砂漿大約有25%的瀝青，增大瀝灰比，砂漿內(nèi)部的自由瀝青滲透進(jìn)交織結(jié)構(gòu)體的部分孔隙中［20］，同時(shí)，瀝青-水化產(chǎn)物的界面上瀝青膜變厚，界面的膠結(jié)能力增加，所以高瀝灰比的粉煤灰CA砂漿剛度較大；內(nèi)部分子鏈之間摩擦力較大，導(dǎo)致受到動(dòng)態(tài)荷載作用產(chǎn)生變形時(shí)摩擦力所做的功較大；低溫下抗開裂性能較好，高溫下抵抗變形能力較強(qiáng)。經(jīng)綜合比較，瀝灰比為1.4的粉煤灰CA砂漿黏彈性能最佳。

2.4CA砂漿的微觀形貌分析

根據(jù)CA砂漿的收縮性能和黏彈性能結(jié)果，為了分析摻加粉煤灰對(duì)CA砂漿性能影響的內(nèi)在機(jī)理，

采用掃描電子顯微鏡對(duì)養(yǎng)生齡期28d、20℃干養(yǎng)下瀝灰比為1.4的CA砂漿進(jìn)行微觀形貌觀測(cè)，并通過Image Pro Puls軟件分析觀測(cè)截面樣品孔隙面積占比，對(duì)比不同放大倍數(shù)下?lián)郊臃勖夯仪昂驝A砂漿內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（圖8、圖9）可見：普通CA砂漿孔隙面積占比為14.96%，粉煤灰CA砂漿孔隙面積占比為6.18%，孔隙率大大減小，且砂漿內(nèi)部的大孔、連通孔數(shù)量明顯減少。這是因?yàn)閾饺敕勖夯液驝A砂漿中膨脹產(chǎn)物增多［12］，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密，增大了砂漿的剛度，有效改善了砂漿的體積穩(wěn)定性。普通CA砂漿的孔隙內(nèi)部仍能看到部分未被瀝青完全包裹的水泥基材料，摻加粉煤灰后，瀝青與無機(jī)膠凝材料的水化產(chǎn)物之間的連接更平滑、裹覆更加緊密。這是因?yàn)榉勖夯夷軌蚺c瀝青發(fā)生交互作用，結(jié)構(gòu)瀝青所占比例增加［18］，砂漿內(nèi)部瀝青膜增厚并充分裹覆無機(jī)膠凝材料，從而大幅改善了粉煤灰CA砂漿的抗變形能力和黏彈性能。

3結(jié)論

（1）摻加粉煤灰能適當(dāng)增大CA砂漿膨脹率。不同養(yǎng)生濕度下砂漿體積變化趨勢(shì)不同，增大瀝灰比、升高養(yǎng)生溫度都可改善CA砂漿的體積穩(wěn)定性，干養(yǎng)下瀝灰比為1.4的FA-20-G砂漿收縮率僅為449.18×10-6，砂漿體積穩(wěn)定性較好。

（2）摻粉煤灰CA砂漿的儲(chǔ)能模量和損耗模量隨養(yǎng)生溫度的升高而增大，宏觀表現(xiàn)為砂漿剛度增加和變形時(shí)內(nèi)部摩擦力所做功增大；摻加粉煤灰能改善CA砂漿的黏彈性能，低溫抗開裂性和高溫抵抗變形能力都有所增強(qiáng)；20℃干養(yǎng)下粉煤灰CA砂漿黏彈性能最好；相同養(yǎng)生條件下，瀝灰比為1.4的粉煤灰CA砂漿黏彈性能較好。

（3）微觀形貌顯示摻粉煤灰后CA砂漿瀝青膜變厚、孔隙率降低，連通孔轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小的封閉孔，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密，宏觀表現(xiàn)為砂漿具有更好的體積穩(wěn)定性和黏彈性能。

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收稿日期：2023-11-06

基金項(xiàng)目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)科技攻關(guān)項(xiàng)目（2019AB013），石河子大學(xué)自然科學(xué)項(xiàng)目（ZZZC201903B），石河子大學(xué)青年創(chuàng)新培育人才項(xiàng)目（CXPY202013）

作者簡(jiǎn)介：陳勇航（1999—），男，碩士研究生，專業(yè)研究方向?yàn)槁访娌牧?，e-mail：909603523@qq.com。

*通信作者：李剛（1975—），男，教授，主要從事新型工程材料研究，e-mail：gangli@shzu.edu.cn。

DOI：10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.21.001

文章編號(hào)：1007-7383（2024）03-0327-08