干湿循环作用对水泥基复合充填材料的影响

周贤良^1,2，刘长武^1,2，冯波³，郭兵兵⁴，卢永虎^1,2，张连卫^1,2

1. 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室2. 四川大学水利水电学院3. 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司4. 河南工程学院安全工程学院

摘 要：为探究干湿循环对水泥基复合充填材料长期稳定性的影响,以水灰比4∶1水泥基复合材料为研究对象,借助ETM力学试验系统、X射线衍射及扫描电镜扫描装置,对不同干湿循环次数下"饱水"状态和"失水"状态的试件进行单轴抗压强度试验,并通过物相分析及微观结构探讨干湿循环对其影响机理.结果表明,随着干湿循环次数的增加,"饱水"状态下失水率逐渐增大,含水率和容重呈下降趋势,峰值强度先增加后减小,增幅最高达9%;"失水"状态下失水率、含水率和容重均变化不大,峰值强度较初始状态有所降低,最高达13.5%;两种状态弹性模量和残余强度都呈下降趋势.通过机理分析发现,"干"过程中碳化反应是材料强度降低的主要原因,而"湿"过程中吸水将部分碳酸钙等物质转化为具有承载能力的钙矾石(AFT)和碳硫硅钙石(TSA)是材料强度恢复的主要原因,但恢复能力有限,长期的干湿循环会对水泥基复合充填材料稳定性产生不利影响.

关键词：水泥基复合材料;干湿循环;抗压强度;机理分析;稳定性;