CN101058494B - 板式无碴轨道用ca砂浆干粉 - Google Patents

板式无碴轨道用ca砂浆干粉 Download PDF

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Abstract

一种板式无碴轨道用CA砂浆干粉，涉及一种用于配制高速铁路轨道路基和道床的板式无碴轨道用CA砂浆的建筑材料，它是由水泥、AEA膨胀剂、粉煤灰、水泥速凝剂、铝粉、消泡剂、高效减水剂、可再分散乳胶粉、细砂、AE引气剂、木质纤维素、纤维素醚按比例组成的混合物，该CA砂浆干粉采用工业化生产、产品质量稳定，并具有提高CA砂浆的流动性，密实性、减少砂浆的泌水和离析，增强抗折强度、抗冲性、耐磨性和耐久性，使CA砂浆成品不分层，提高CA砂浆耐久性等特性，用本发明板式无碴轨道用CA砂浆干粉配制CA砂浆的制作方法简单、快捷，且运输方便，特别适用于高速铁路大批量应用的场合。

Description

板式无碴轨道用CA砂浆干粉
技术领域：
本发明涉及一种建筑材料，特别是一种用于配制灌注高速铁路轨道路基和道床的板式无碴轨道用CA砂浆的建筑材料。
背景技术：
随着经济建设的不断发展，当今我国铁路客运正朝着高速化的方向发展。最高运行时速在200公里以上的铁路被称为高速铁路。高速铁路轨道对路基和道床提出很高的要求，为保证轨道的强稳定性和高平顺性，采用板式无碴轨道的结构形式已是一种趋势。板式无碴轨道结构弹性层为CementAsphalt砂浆，简称CA砂浆。其组成为沥青混合其它数种高分子材料而成的一种弹性路基材料，是无碴铁路的关键组成部分。其功能在于提供合理的轨道弹性，满足列车行驶的高平顺性、舒适性。
目前，CA砂浆在国内还处于试验开发阶段，中国专利ZL02139237.4和ZL200410023087.0各自公开了一种无碴轨道板用CA砂浆。其中ZL02139237.4从施工及这几年的营运情况来看，效果仍不理想，问题主要还是出现在CA砂浆上，现有的CA砂浆流动性不好、可工作时间短、砂易发生分离，凝固后体积收缩超标，局部出现开裂现象等。ZL200410023087.0目前尚未见应用的相关报导，但从其施工工艺来看，显得复杂苛刻，不利于现场施工。
而从砂浆发展的另一角度来看成，干粉砂浆是世界发展的潮流，其特点是产品在出厂前就被混合均匀，通过利用高度发展的物流系统完成供货，采用特殊的应用技术实现机械化输送和施工，它们有着不可比拟的优势：始终如一的高产品质量；满足客户需求的物流系统；特别适用于高速铁路大批量应用的场合。以上两种砂浆均是将组成砂浆的各组分材料进行现场配料混合，专门用于配制板式无碴轨道用CA砂浆的CA砂浆干粉我国目前还没有。
发明内容
本发明的目的是提供一种板式无碴轨道用CA砂浆干粉，用它与CA砂浆乳剂和水配合使用配制CA砂浆以解决现有的CA砂浆制作方法复杂、施工工艺苛刻以及运输不便的问题，满足高速铁路大批量应用的需求。
本发明的技术方案是：一种板式无碴轨道用CA砂浆干粉，其特征在于：它是由以下组分原料组成的混合物，混合物中各组分含量以质量份数计算为：
水泥      0.8～0.88份       AEA膨胀剂       0.065～0.085份
粉煤灰    0.12～0.20份      水泥速凝剂      0.01～0.04份
铝粉      0.0002～0.0005份  消泡剂          0.0005～0.0010份
高效减水剂0.008～0.012份    可再分散乳胶粉  0～0.003份
细砂      2.00～2.40份      AE引气剂        0～0.0004份
木质纤维素0～0.0014份       纤维素醚        0～0.0004份。
由于采用上述技术方案，本发明之板式无碴轨道用CA砂浆干粉具有以下积极效果：
一、能确保CA砂浆干粉产品质量以及CA砂浆质量：
1、本发明的CA砂浆干粉，产品采用计算机控制的工厂化生产，在出厂前就被混合均匀，能克服施工现场人工配料带来的误差，使产品保持同一标准的高质量。
2、本发明的CA砂浆干粉中添加了粉煤灰，提高了CA砂浆的流动性、密实性，减少砂浆的泌水和离析，使得CA砂浆成品均质、无分层；并且增加抗渗性以及抗化学性能，降低Cl-扩展能力，最终使得CA砂浆在耐久性方面显著提高。
3、本发明的CA砂浆干粉中添加了可再分散乳胶粉是一种由醋酸乙烯酯与羧碳酸乙烯酯-VeoVa或乙烯或丙烯酸酯形成的二元或三元的共聚物，经过喷雾干燥得到的改性乳液粉末。它具有良好的可再分散性，与水接触时重新分散成乳液，并且其化学性能与初始乳液完全相同。其应用在CA砂浆中，可以改善其多种性能，如：提高粘结力、内聚力，降低吸水性、降低弹性模量，增强抗折强度、抗冲性、耐磨性和耐久性。
4、本发明的CA砂浆干粉中添加了木质纤维素以及纤维素醚，具有减少CA砂浆裂缝现象的产生以及增强CA砂浆的保水、流平性、成膜、粘结等性能作用，使CA砂浆质量大大提高。
木质纤维素是具有强烈的交联功能，与其他材料混合后纤维之间会立即搭接得象毯子一样的材料，这种材料的纤维结构可将自身重量2～6倍的水锁在其间以保水缓凝，同时这个结构还具有传导水分的功能，使其本身表面和界面都有足够水分进行水化，当CA砂浆灌注时，这个纤维结构会被打破，这时部分水分会从纤维中甩出，使黏度降低，和易性提高；当外力停止时，纤维结构又迅速恢复并将水分吸回来，并恢复原有黏度。
所述的纤维素醚是是一种非离子型半合成的高分子聚合物，它应用于配制CA砂浆中具有复合作用：能增强CA砂浆的保水、流平性、成膜、粘结等性能。
二、配制CA砂浆的制作方法简单、快捷：
用本发明CA砂浆干粉配制CA砂浆，只需先将按比例计量好的水和CA砂浆乳剂同时或先后投入搅拌机中，启动搅拌机，然后再将计量好的CA砂浆干粉投入搅拌机，搅拌均匀即可，没有严格的投料程序，施工方便、快捷。
三、运输方便：
本发明的CA砂浆干粉，产品在出厂前就被均匀混合，而且在未加水之前，质量稳定，因而，可以利用高度发展的物流系统完成供货，采用特殊的混凝土或散装水泥罐车以及配套的机械，就能实现机械化输送和施工，特别适用于高速铁路大批量应用的场合。
四、适用范围广；
本发明CA砂浆干粉可以根据不同区域、不同气候条件、不同地质结构的需要，配制不同配比的CA砂浆干粉，以满足不同的需要。
下面，结合实施例对本发明之板式无碴轨道用CA砂浆干粉的技术特征作进一步的说明。
附图说明：
无
具体实施方式：
实施例一：
一种板式无碴轨道用CA砂浆干粉，它是由水泥，AEA膨胀剂，粉煤灰，水泥速凝剂，铝粉，消泡剂，高效减水剂，可再分散乳胶粉，细砂组成的混合物，混合物中各组分含量以质量份数计算为：
水泥0.846份          AEA膨胀剂0.070份
粉煤灰0.147份        水泥速凝剂0.027份
铝粉0.0002份         消泡剂0.00053份
高效减水剂0.010份    可再分散乳胶粉0.0022份
细砂2.183份。
实施例二～实施例六：
不同配比的板式无碴轨道用CA砂浆干粉，其基本组分同实施例一，它也是由水泥，AEA膨胀剂，粉煤灰，水泥速凝剂，铝粉，消泡剂，高效减水剂，可再分散乳胶粉，细砂组成的混合物，所不同之处在于：组成成分有所增减，如可以添加AE引气剂以及具有强烈交联功能的木质纤维素，添加一种非离子型半合成的高分子聚合物——纤维素醚等等，各组分的含量也可以根据需要适当增减，其中各组分含量以质量份数计算为：
水泥       0.8～0.88份         AEA膨胀剂       0.065～0.085份
粉煤灰     0.12～0.20份        水泥速凝剂      0.01～0.04份
铝粉       0.0002～0.0005份    消泡剂          0.0005～0.0010份
高效减水剂 0.008～0.012份      可再分散乳胶粉  0～0.003份
细砂       2.00～2.40份        AE引气剂        0～0.0004份
木质纤维素 0～0.0014份         纤维素醚        0～0.0004份。
各实施例的比例详见附表一。
上述各实施例中，所述的水泥为425早强普通硅酸盐水泥。它为CA砂浆提供刚性，并在CA砂浆灌注过程起加快CA砂浆乳剂破乳，提供早期强度。
所述的AEA膨胀剂是一种混凝土抗渗防裂型膨胀剂。其作用是在CA砂浆中形成膨胀性结晶水化物——钙矾石，使混凝土早期产生适度膨胀，在混凝土中建立0.2Mpa-0.7Mpa预压应力，这一压应力可以大致抵消混凝土干缩时产生的拉应力，而且在混凝土中后期仍保持微弱的膨胀势头，以补偿其冷缩，同时钙矾石结晶体不断填充混凝土内部间隙，改善了混凝土的孔隙结构，提高了密实度，也达到抗渗防裂之目的。
所述的粉煤灰是符合我国国家标准GB1596-91 I级粉煤灰标准、即用0.045mm方孔筛余小于12％且烧失量不超过4％的粉煤灰。其在CA砂浆中的作用是减少砂浆拌和需水量，提高CA砂浆的密实性、流动性，减少砂浆的泌水和离析，使得CA砂浆成品均质、不分层。并且增加抗渗性以及抗化学性能，降低Cl-扩展能力，最终使得CA砂浆在耐久性方面显著提高。
所述的水泥速凝剂是一种能够加快混凝土凝结和硬化速度的新型无机低碱调凝剂，其成分为偏铝酸钠、瓦斯灰、硅灰、铝氧熟料、煅烧明矾石、硫酸锌、生石灰、氟化钙等中的2种或2种以上的混合物。其目的是提高CA砂浆的上早期强度并克服传统速凝剂碱含量高，对混凝土产生不利影响的缺点。
所述的铝粉系一种复合加气剂，它是经过用捣碎或球磨、筛分和最后抛光方法生产的细度为200～300目的化学分析纯铝粉。新拌砂浆中水泥放出的碱性组分与铝粉反应产生的氢气形成气泡，均匀地分布在砂浆中，并在整个体积中形成封闭的气孔，此反应时间一般为1～1.5h，在水泥凝结之前停止发泡，作用是抵消沉降和塑性收缩所产生的体积变化，使砂浆产生需要的膨胀；充分填满轨道板与基础之间的间隙；增加浆料的和易性；改善均匀性；提高CA砂浆的抗冻融性能。
所述的消泡剂是醇、脂类高分子复合物及其衍生物组成的表面活性剂，如聚醚、高碳醇、异丙醇、脂肪酸等，其主要作用是能使CA砂浆拌制过程中产生的大气泡破裂，减少大气泡的含量。
所述的高效减水剂也是一种表面活性剂，其成分为多羧酸系、萘系高效减水剂或三聚氰胺系，如常用的FDN-5、SM高效减水剂等，本发明将其中的一种或二种复配使用，其对水泥颗粒具有吸附分散性、润湿、润滑作用。
所述的可再分散乳胶粉是一种由醋酸乙烯酯与羧碳酸乙烯酯-VeoVa或乙烯或丙烯酸酯形成的二元或三元的共聚物，经过喷雾干燥得到的改性乳液粉末。它具有良好的可再分散性，与水接触时重新分散成乳液，并且其化学性能与初始乳液完全相同。其应用在CA砂浆中，可以改善其多种性能。如：提高粘结力、内聚力，降低吸水性、降低弹性模量，增强抗折强度、抗冲性、耐磨性和耐久性，并能提高CA砂浆的施工性能。
所述的细砂是20目至100目之间的干净河砂或海砂，作为CA砂浆的细骨料。
所述的AE引气剂是一种常规的混凝土用引气剂，能在CA砂浆制备过程中引入适量的封闭微小汽泡，这些汽泡均匀分布于CA砂浆相中，能隔断CA砂浆成型构件中的毛细孔道，能够提高CA砂浆的抗冻、抗渗性。
所述的木质纤维素是具有强烈的交联功能，与其他材料混合后纤维之间会立即搭接得像毯子一样的材料，这种材料的纤维结构可将自身重量2-6倍的水锁在其间以保水缓凝，同时这个结构还具有传导水分的功能，使其本身表面和界面都有足够水分进行水化，从而减少CA砂浆裂缝现象的产生。当CA砂浆灌注时，这个纤维结构会被打破，这时部分水分会从纤维中甩出，使黏度降低，和易性提高；当外力停止时，纤维结构又迅速恢复并将水分吸回来，并恢复原有黏度。
所述的纤维素醚是是一种非离子型半合成的高分子聚合物，它应用于本发明中具有复合作用：能增强CA砂浆的保水、流平性、成膜、粘结等性能。
附表一：板式无碴轨道用CA砂浆干粉组分含量一览表
——以质量份数计算
Figure G2006118938120060516D000061
上述实施例一适用于常年气温很少低于0℃的温暖地区，气温在15℃～35℃工况下的施工，实施例二适用于常年气温很少低于0℃的温暖地区，气温在5℃～15℃工况下的施工，实施例三适用于冬季气温低于0℃的寒冷地区，气温在15℃～35℃工况下的施工，实施例四适用于冬季气温低于0℃的寒冷地区，气温在5℃～15℃工况下的施工。
根据不同区域、不同气候条件、不同地质结构的需要，上述各CA砂浆干粉组分的配比还可以增减，以配制不同配比的CA砂浆干粉，以满足不同的需要。

Claims (9)

1.一种板式无碴轨道用CA砂浆干粉，其特征在于：它是由以下组分原料组成的混合物，混合物中各组分含量以质量份数计算为：
水泥           0.8～0.88份    AEA膨胀剂     0.065～0.085份
粉煤灰        0.12～0.20份    水泥速凝剂      0.01～0.04份
铝粉      0.0004～0.0005份    消泡剂      0.0008～0.0010份
高效减水剂  0.008～0.012份    可再分散乳胶粉0.001～0.003份
细砂          2.00～2.40份    AE引气剂    0.0001～0.0004份
木质纤维素 0.0009～0.001份    纤维素醚    0.0002～0.0004份。
2.根据权利要求1所述的板式无碴轨道用CA砂浆干粉，其特征在于：所述的AEA膨胀剂是一种混凝土抗渗防裂型膨胀剂。
3.根据权利要求1所述的板式无碴轨道用CA砂浆干粉，其特征在于：所述的粉煤灰是符合我国国家标准GB1596-91的I级粉煤灰标准、即用0.045mm方孔筛余小于12％且烧失量不超过4％的粉煤灰。
4.根据权利要求1所述的板式无碴轨道用CA砂浆干粉，其特征在于：所述的水泥速凝剂是一种能够加快混凝土凝结和硬化速度的无机低碱调凝剂，其成分是偏铝酸钠、瓦斯灰、硅灰、铝氧熟料、煅烧明矾石、硫酸锌、生石灰或氟化钙中的2种或2种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的板式无碴轨道用CA砂浆干粉，其特征在于：所述的铝粉是细度为200～300目的化学分析纯铝粉。
6.根据权利要求1所述的板式无碴轨道用CA砂浆干粉，其特征在于：所述的消泡剂是醇、脂类高分子复合物及其衍生物组成的表面活性剂。
7.根据权利要求1所述的板式无碴轨道用CA砂浆干粉，其特征在于：所述的高效减水剂是一种表面活性剂，其成分为多羧酸系或萘系高效减水剂中的一种或二种。
8.根据权利要求1所述的板式无碴轨道用CA砂浆干粉，其特征在于：所述的可再分散乳胶粉是一种由醋酸乙烯酯与羧碳酸乙烯酯-VeoVa或乙烯或丙烯酸酯形成的二元或三元的共聚物，经过喷雾干燥得到的改性乳液粉末。
9.根据权利要求1所述的板式无碴轨道用CA砂浆干粉，其特征在于：所述的细砂为20目至100目之间的干净河砂或海砂。
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