CN102336546A - 一种高粘聚性ca砂浆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种CA砂浆。该CA砂浆包括水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉和水，所述水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉和水的质量份数比为90∶(10-15)∶200∶(140-160)∶(1.5-2.0)∶(0.1-0.5)∶(0.01-0.015)∶(20-40)；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。本发明采用聚氨酯增稠剂作为CA砂浆粘度提高的助剂，其可以在基本不影响CA砂浆流动度情况下大大提高CA砂浆的防沉降能力，使CA砂浆的粘聚性提高；同时加入聚丙烯纤维，进一步防止粗颗粒的下沉效应，也提高了CA砂浆的抗裂性能与体积稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种高粘聚性CA砂浆，适于城际高速铁路、城市高速轻轨和城市地铁用。
背景技术
高速铁路标志着一个国家铁路现代化的水平，是一个国家整体实力的象征。为了适应高速运营时轨道平稳性、耐久性和舒适性的要求，高速铁路建设采用了结构整体性好的无砟轨道。无砟轨道由混凝土道床、CA砂浆层、轨道板等部分组成，其中CA砂浆是用于轨道板与混凝土道床之间的结构层，主要起支撑轨道板，缓冲高速列车荷载的要求。
CA砂浆施工采用灌注方式，对砂浆的流动性有很高的要求，但高流动性能又会影响均质性，导致出现离析泌水现象。这些现象的出现，将使CA砂浆层与轨道板的粘结作用减弱，CA砂浆层服役能力下降，CA砂浆耐久性降低。因此CA砂浆拌合物的粘聚性关系施工的成败，关系无砟轨道结构的稳定性与耐久性，是开发高性能CA砂浆材料的保证。
中国专利申请200610018440.5公开了一种可有效防止CA砂浆分层离析的复合添加剂，该添加剂由硅灰、膨润土和粉煤灰组成。该发明用于CA砂浆材料中，对CA砂浆抗分层离析有较大帮助，但其产品价格较贵，用量较大，同时配制成的CA砂浆自流平能力有所下降，当采用不同乳化剂制作的乳化沥青时，效果参差不齐，并不适合高速铁路的建设要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高粘聚性CA砂浆。
本发明提供的高粘聚性CA砂浆包括水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉和水；所述水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉和水的质量份数比为90∶(10-15)∶200∶(140-160)∶(1.5-2.0)∶(0.1-0.5)∶(0.01-0.02)∶(20-40)；所述增稠剂为聚氨酯增稠剂。
上述的CA砂浆中，所述聚氨酯增稠剂可为COAPUR 2025聚氨酯增稠剂，其为非离子水性聚氨酯。
上述的CA砂浆中，所述水泥可为硅酸盐水泥，具体可为PI 42.5水泥、PI 52.5水泥、PII 42.5水泥、PII 52.5水泥、PO 42.5水泥或PO 52.5水泥；所述膨胀剂可为无水硫铝酸钙膨胀剂。
上述的CA砂浆中，所述砂可为河砂；所述砂的细度模数可为1.4-1.8，如1.4、1.5、1.6、1.7或1.8；所述乳化沥青可为慢裂型阳离子乳化沥青，适用于单元板无砟轨道水泥乳化沥青砂浆。
上述的CA砂浆中，所述减水剂可为聚羧酸盐减水剂，如UNF-5AST聚羧酸盐减水剂；所述铝粉的粒度在200目～250目。
上述的CA砂浆中，所述CA砂浆还包括引气剂、消泡剂和聚丙烯纤维中至少一种；所述引气剂、消泡剂、聚丙烯纤维和水泥的质量份数比可为(0.01-0.15)∶(0.01-0.04)∶(0.5-2)∶90，具体可为0.01∶0.01∶1.0∶90、0.18∶0.04∶0.5∶90或0.13∶0.01∶0.5∶90。
上述的CA砂浆中，所述CA砂浆由水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉和水，所述水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉、水、引气剂、消泡剂和聚丙烯纤维组成；所述水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉和水，所述水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉、水、引气剂、消泡剂和聚丙烯纤维的质量份数比可为90∶(10-15)∶200∶(140-160)∶(1.5-2.0)∶(0.1-0.5)∶(0.01-0.02)∶(20-40)∶(0.01-0.15)∶(0.01-0.04)∶(0.5-2)。
上述的CA砂浆中，所述水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉和水，所述水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉、水、引气剂、消泡剂和聚丙烯纤维的质量份数比具体可为90∶10∶200∶140∶1.5∶0.35∶0.015∶40∶0.01∶0.04∶0.5、90∶10∶200∶160∶2.0∶0.5∶0.015∶20∶0.13∶0.01∶0.5或90∶10∶200∶150∶2.0∶1.0∶0.02∶40∶0.01∶0.01∶1.0。
上述的CA砂浆中，所述引气剂为松香热聚物类引气剂，如DH-9A引气剂；所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂，如DXP-008新型高效消泡剂。
上述的CA砂浆中，所述聚丙烯纤维的长度为6mm。
本发明提供的上述CA砂浆可以按照包括下述的步骤的方法制备：
a、制备干料：根据使用的搅拌机的拌合容量，按照所述质量配比准备所述水泥、膨胀剂、砂、聚丙烯纤维、铝粉，经过搅拌机搅拌制得混合均匀的干粉料；
b、制备CA砂浆：根据使用的搅拌机的拌合容量及实际需要的拌合量，按照所述质量配比加入所述乳化沥青、水、减水剂和用水溶解好的聚氨酯增稠剂与引气剂，搅拌均匀后再投入上述质量配比的干粉料搅拌至均匀混合，最后加入所述消泡剂搅拌消掉包裹在砂浆内的大气泡即得所述CA砂浆。
其中，上述方法的步骤a中的搅拌转速可为80r/min～120r/min，搅拌时间可为5min～6min；上述方法步骤b中加入所述乳化沥青、水、减水剂和用水溶解好的聚氨酯增稠剂与引气剂后，搅拌转速可为60r/min～80r/min，搅拌时间可为30s，然后加入预配好的所述干粉料，搅拌转速可为60r/min～80r/min，搅拌时间可为60s～90s，然后换搅拌转速为110r/min～120r/min，搅拌时间为150s～200s，最后加入所述消泡剂，换搅拌转速为40r/min～60r/min，搅拌时间为60s～90s。
上述制备方法采用预配固态干料粉，再加入到混合均匀的液态材料中搅拌的步骤，在全过程中只需要较少间隙投料次数，通过改变搅拌转速和时间去控制拌合物的各项性能。由于投料过程简单，不易受到因多次间隙投料带来对水泥沥青砂浆性能的影响，如过程中在各阶段投入水量的分配会影响到砂浆含气量的多少和流动性，使得此制备方法生产出的水泥沥青砂浆性能更稳定。
本发明采用聚氨酯增稠剂作为CA砂浆粘度提高的助剂，其可以在基本不影响CA砂浆流动度情况下大大提高CA砂浆的防沉降能力，使CA砂浆的粘聚性提高；同时加入聚丙烯纤维，进一步防止粗颗粒的下沉效应，也提高了CA砂浆的抗裂性能与体积稳定性。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明下述实施例和对比例中所用的膨胀剂为无水硫铝酸钙膨胀剂；慢裂型阳离子乳化沥青为PC型阳离子慢裂型乳化沥青；聚羧酸盐减水剂为UNF-5AST聚羧酸盐减水剂；聚氨酯增稠剂为COAPUR 2025聚氨酯增稠剂；松香热聚物引气剂为DH-9A引气剂；有机硅消泡剂为DXP-008新型高效消泡剂；聚丙烯纤维的长度为6mm。
实施例1、CA砂浆的制备
(1)干粉料的配制：将PI 42.5水泥、膨胀剂、河砂(细度模数为1.4)和铝粉(200目)混合并搅拌均匀得到干粉料；其中，PI 42.5水泥、UEA膨胀剂、河砂和铝粉的质量份数比为90∶10∶200∶0.015；
(2)CA砂浆的配制：将慢裂型阳离子乳化沥青、水、聚羧酸盐减水剂、聚氨酯增稠剂(用水溶解好)和松香热聚物引气剂(用水溶解好)混合并搅拌均匀得到液体混合物，将该液体混合物投入上步得到的干粉料中并搅拌均匀，然后再加入有机硅消泡剂进行消泡即得到CA砂浆；其中，PI 42.5水泥、膨胀剂、河砂、乳化沥青、水、减水剂、引气剂、消泡剂、铝粉和增稠剂的质量份数比为90∶10∶200∶140∶40∶1.5∶0.1∶0.04∶0.015∶0.2。
本实施例制备的CA砂浆的主要性能参数如表1所示。
实施例2、CA砂浆的制备
(1)干粉料的配制：将PI 52.5水泥、膨胀剂、河砂(细度模数为1.8)和铝粉(250目)混合并搅拌均匀得到干粉料；其中，PI 52.5水泥、UEA膨胀剂、河砂和铝粉的质量份数比为90∶10∶200∶0.015；
(2)CA砂浆的配制：将慢裂型阳离子乳化沥青、水、聚羧酸盐减水剂、聚氨酯增稠剂(用水溶解好)和松香热聚物引气剂(用水溶解好)混合并搅拌均匀得到液体混合物，将该液体混合物投入上步得到的干粉料中并搅拌均匀，然后再加入有机硅消泡剂进行消泡即得到CA砂浆；其中，PI 52.5水泥、膨胀剂、河砂、乳化沥青、水、减水剂、引气剂、消泡剂、铝粉和增稠剂的质量份数比为90∶10∶200∶140∶40∶1.5∶0.1∶0.04∶0.015∶0.35。
本实施例制备的CA砂浆的主要性能参数如表1所示。
实施例3、CA砂浆的制备
(1)干粉料的配制：将PII 42.5水泥、膨胀剂、河砂(细度模数为1.5)和铝粉(250目)混合并搅拌均匀得到干粉料；其中，PII 42.5水泥、UEA膨胀剂、河砂和铝粉的质量份数比为90∶10∶200∶0.015；
(2)CA砂浆的配制：将慢裂型阳离子乳化沥青、水、聚羧酸盐减水剂、聚氨酯增稠剂(用水溶解好)和松香热聚物引气剂(用水溶解好)混合并搅拌均匀得到液体混合物，将该液体混合物投入上步得到的干粉料中并搅拌均匀，然后再加入有机硅消泡剂进行消泡即得到CA砂浆；其中，PII 42.5水泥、膨胀剂、河砂、乳化沥青、水、减水剂、引气剂、消泡剂、铝粉和增稠剂的质量份数比为90∶10∶200∶140∶40∶1.5∶0.1∶0.04∶0.015∶0.5。
本实施例制备的CA砂浆的主要性能参数如表1所示。
实施例4、CA砂浆的制备
(1)干粉料的配制：将PII 52.5水泥、膨胀剂、河砂(细度模数为1.6)、铝粉(250目)和聚丙烯纤维(长度为6mm)混合并搅拌均匀得到干粉料；其中，PII 52.5水泥、UEA膨胀剂、河砂、铝粉和聚丙烯纤维的质量份数比为90∶10∶200∶0.015∶0.5；
(2)CA砂浆的配制：将慢裂型阳离子乳化沥青、水、聚羧酸盐减水剂、聚氨酯增稠剂(用水溶解好)和松香热聚物引气剂(用水溶解好)混合并搅拌均匀得到液体混合物，将该液体混合物投入上步得到的干粉料中并搅拌均匀，然后再加入有机硅消泡剂进行消泡即得到CA砂浆；其中，PII 52.5水泥、膨胀剂、河砂、乳化沥青、水、减水剂、引气剂、消泡剂、铝粉、增稠剂和聚丙烯纤维的质量份数比为90∶10∶200∶140∶40∶1.5∶0.1∶0.04∶0.015∶0.35∶0.5。
本实施例制备的CA砂浆的主要性能参数如表1所示。
实施例5、CA砂浆的制备
(1)干粉料的配制：将PO 42.5水泥、膨胀剂、河砂(细度模数为1.7)、
铝粉(230目)和聚丙烯纤维(长度为6mm)混合并搅拌均匀得到干粉料；其中，PO 42.5水泥、UEA膨胀剂、河砂、铝粉和聚丙烯纤维的质量份数比为90∶10∶200∶0.015∶0.5；
(2)CA砂浆的配制：将慢裂型阳离子乳化沥青、水、聚羧酸盐减水剂、聚氨酯增稠剂(用水溶解好)和松香热聚物引气剂(用水溶解好)混合并搅拌均匀得到液体混合物，将该液体混合物投入上步得到的干粉料中并搅拌均匀，然后再加入有机硅消泡剂进行消泡即得到CA砂浆；其中，PO 42.5水泥、膨胀剂、河砂、乳化沥青、水、减水剂、引气剂、消泡剂、铝粉、增稠剂和聚丙烯纤维的质量份数比为90∶10∶200∶160∶20∶2.0∶0.13∶0.01∶0.015∶0.5∶0.5。
本实施例制备的CA砂浆的主要性能参数如表1所示。
实施例6、CA砂浆的制备
(1)干粉料的配制：将PO 52.5水泥、膨胀剂、河砂(细度模数为1.7)、铝粉(230目)和聚丙烯纤维(长度为6mm)混合并搅拌均匀得到干粉料；其中，PO52.5水泥、UEA膨胀剂、河砂、铝粉和聚丙烯纤维的质量份数比为90∶10∶200∶0.01∶0.5；
(2)CA砂浆的配制：将慢裂型阳离子乳化沥青、水、聚羧酸盐减水剂、聚氨酯增稠剂(用水溶解好)和松香热聚物引气剂(用水溶解好)混合并搅拌均匀得到液体混合物，将该液体混合物投入上步得到的干粉料中并搅拌均匀即得到CA砂浆；其中，PO 52.5水泥、膨胀剂、河砂、乳化沥青、水、减水剂、引气剂、铝粉、增稠剂和聚丙烯纤维的质量份数比为90∶10∶200∶150∶30∶1.5∶0.08∶0.01∶0.35∶0.5。
本实施例制备的CA砂浆的主要性能参数如表1所示。
实施例7、CA砂浆的制备
(1)干粉料的配制：将PO 52.5水泥、膨胀剂、河砂(细度模数为1.7)、铝粉(230目)和聚丙烯纤维(长度为6mm)混合并搅拌均匀得到干粉料；其中，PO52.5水泥、UEA膨胀剂、河砂、铝粉和聚丙烯纤维的质量份数比为90∶10∶200∶0.02∶1.0；
(2)CA砂浆的配制：将慢裂型阳离子乳化沥青、水、聚羧酸盐减水剂、聚氨酯增稠剂(用水溶解好)和松香热聚物引气剂(用水溶解好)混合并搅拌均匀得到液体混合物，将该液体混合物投入上步得到的干粉料中并搅拌均匀即得到CA砂浆；其中，PO 52.5水泥、UEA膨胀剂、河砂、乳化沥青、水、减水剂、引气剂、铝粉、增稠剂和聚丙烯纤维的质量份数比为90∶10∶200∶140∶40∶2.0∶0.01∶0.02∶1.0∶1.0。
本实施例制备的CA砂浆的主要性能参数如表1所示。
对比例1、CA砂浆的制备
(1)干粉料的配制：将PI 52.5水泥、膨胀剂、河砂(细度模数为1.8)和铝粉(250目)混合并搅拌均匀得到干粉料；其中，PI 52.5水泥、UEA膨胀剂、河砂和铝粉的质量份数比为90∶10∶200∶0.015；
(2)CA砂浆的配制：将慢裂型阳离子乳化沥青、水、聚羧酸盐减水剂、松香热聚物引气剂(用水溶解好)混合并搅拌均匀得到液体混合物，将该液体混合物投入上步得到的干粉料中并搅拌均匀，然后再加入有机硅消泡剂进行消泡即得到CA砂浆；其中，PI 52.5水泥、膨胀剂、河砂、乳化沥青、水、减水剂、引气剂、消泡剂和铝粉的质量份数比为90∶10∶200∶140∶30∶1.5∶0.1∶0.04∶0.015。
本对比例制备的CA砂浆的主要性能参数如表1所示。
表1 对比例1和实施例1-4的CA砂浆的主要性能
上述表1中的性能参数是按照《客源专线铁路CRTS I型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》中的试验方法进行测定的。
从表1中可以看出：加入聚氨酯增稠剂后能使CA砂浆材料的分离度明显下降，这说明CA砂浆的粘聚性得到提高，防沉能力增加，同时聚氨酯增稠剂的加入并不明显影响CA砂浆的流动性；加入聚丙烯纤维后CA砂浆材料的分离度进一步减低，使CA砂浆的防沉能力进一步提高；另外，CA砂浆材料是否均匀将影响含气量、膨胀率及强度的测试。
Claims (8)
1.一种CA砂浆，包括水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉和水，所述水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉和水的质量份数比为90∶(10-15)∶200∶(140-160)∶(1.5-2.0)∶(0.1-0.5)∶(0.01-0.02)∶(20-40)；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
2.根据权利要求1所述的CA砂浆，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥；所述膨胀剂为无水硫铝酸钙膨胀剂。
3.根据权利要求1或2所述的CA砂浆，其特征在于：所述砂为河砂；所述砂的细度模数为1.4-1.8；所述乳化沥青为慢裂型阳离子乳化沥青。
4.根据权利要求1-3中任一所述的CA砂浆，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸盐减水剂；所述铝粉的粒度为200目～250目。
5.根据权利要求1-4中任一所述的CA砂浆，其特征在于：所述CA砂浆还包括引气剂、消泡剂和聚丙烯纤维中至少一种；所述引气剂、消泡剂、聚丙烯纤维和水泥的质量份数比为(0.01-0.15)∶(0.01-0.04)∶(0.5-2)∶90。
6.根据权利要求5所述的CA砂浆，其特征在于：所述CA砂浆由水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉、水、引气剂、消泡剂和聚丙烯纤维组成；所述水泥、膨胀剂、砂、乳化沥青、减水剂、增稠剂、铝粉、水、引气剂、消泡剂和聚丙烯纤维的质量份数比为90∶(10-15)∶200∶(140-160)∶(1.5-2.0)∶(0.1-0.5)∶(0.01-0.02)∶(20-40)∶(0.01-0.15)∶(0.01-0.04)∶(0.5-2)。
7.根据权利要求5或6所述的CA砂浆，其特征在于：所述引气剂为松香热聚物引气剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂。
8.根据权利要求5-7中任一所述的CA砂浆，其特征在于：所述聚丙烯纤维的长度为6mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120201 |