基体材料对铁路沿线风积沙ECC性能影响研究

作者：梁轩; 程建军; 夏多田^*; 张朵; 武海洋; 陈驰

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 1-12.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20230719

• ECC
• 风积沙
• 粉煤灰
• 力学性能
• 微观分析
• 沙漠铁路

为解决沙漠戈壁地区河沙资源紧缺、运输成本高等问题，同时减轻沙漠铁路风沙灾害，开展了沙漠铁路沿线原状风积沙制备地域性工程水泥基复合材料（ECC）的试验研究。通过正交试验探究了不同风积沙掺量（S/C）、粉煤灰掺量（FA/C）和水胶比对ECC性能的影响，对三点弯曲试验的试件进行了开裂形态及荷载-挠度曲线的比较，并对流动度、表观密度、力学性能以及韧性进行了极差分析，结合微观分析初步确定出合理的基体配合比；在此基础上进一步探究了不同粉煤灰掺量对ECC抗压性能、弯曲性能、拉伸性能和变形能力的影响。研究结果表明：风积沙对流动度、弯曲性能影响最显著，粉煤灰对表观密度、抗压性能影响最显著；当风积沙掺量为0.75、粉煤灰掺量为1.50、水胶比为0.34时材料的综合性能最好，即流动度、抗压抗折强度分别为：151 mm、50.1 MPa、17.3 MPa；粉煤灰掺量从1.50增加到3.50时，材料极限拉应变在2%-3.5%范围内波动，掺量为2.50时极限拉应变出现最大值3.5%；当掺量为3.0时轴拉试件裂缝宽度最小为100 μm，此时裂缝数量最多、间距最小。风积沙掺量为0.75、粉煤灰掺量为1.5时纤维表面有明显划痕且附着水化产物，纤维在基体中能较好地发挥桥联作用；水胶比为0.36时基体密实度较低，对纤维的锚固作用会被削弱。研究为风积沙在沙漠地区铁路工程中制备高延性混凝土提供了一定的理论依据。

• 单位
  石河子大学; 建筑工程学院; 金川镍钴研究设计院有限责任公司