CN102924021B

CN102924021B - 无砟轨道维修用复合水泥基快凝干料和砂浆及其制作方法

Info

Publication number: CN102924021B
Application number: CN201210425036.5A
Authority: CN
Inventors: 潘微旺; 林晓波; 张长春
Original assignee: Rail Transit Engineering Co Ltd of China Railway 23rd Bureau Group Co Ltd
Current assignee: Rail Transit Engineering Co Ltd of China Railway 23rd Bureau Group Co Ltd
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2032-10-30
Also published as: CN102924021A

Abstract

本发明涉及一种板式无砟轨道维修用复合水泥基快凝干料，由质量比是25%～45%复合水泥、7.8%～15%复合矿物掺合料、0.05%～0.1%缓凝剂、0.05%～0.11%消泡剂、0%～0.01%保水剂、0.26%～1%增稠剂、0.1%～0.16%减水剂、0.05%～0.1%纤维和46%～62.5%石英砂组成。本发明还包括一种快凝砂浆，它由质量比是83%～86%上述干料和14%～17%水混合制备而得。本发明又公开了一种工艺，包括备料、混料和水化等步骤。本发明复合水泥基快凝砂浆可以实现重力压浆，初终凝结时间间隔短，早期强度发展快，后期强度不降低，不泌水，不沉降，微膨胀，抗冻性能好，无明显收缩等特点。

Description

无砟轨道维修用复合水泥基快凝干料和砂浆及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种板式无砟轨道维修专用材料及其制作方法，特别涉及一种板式无砟轨道维修专用复合水泥基快凝干料和砂浆及其制作方法。

背景技术

目前，我国的高速铁路主要是采用无砟轨道，无砟轨道在应用过程中有其自身的特点，其中不同于传统有砟轨道的柔性结构，无砟轨道床是钢筋混凝土结构，即板式无砟轨道是刚性结构，比较容易受到因自然环境变化而产生的影响，例如地壳运动和地下水运动导致的地基不均匀沉降，同时伴随轨道的使用也会产生轨道结构内部应力破坏，从而使得轨道基产生破裂等不安全因素。因此，及时针对上述损坏进行快速维修是必不可少的，业内通常采用的方法是向损毁部位灌注CA砂浆，从而达到修补裂缺的目的，然而高速轨道维修必须满足快速维修，修后耐用等要求，普通CA砂浆难以达到预设的指标，例如申请号是02139237.4的专利文件公开的CA砂浆，实际应用发现这种材料流动性不好，耐久性欠佳，沙层容易发生脱离而且凝结后材料整体收缩较大，局部出现裂缝等现象，这些都不能较好满足高速轨道维修提出的要求。

发明内容

本发明公开了一种新的无砟轨道维修用复合水泥基快凝干料和砂浆及其制作方法，这种材料解决了普通CA砂浆流动性不好，凝结时间间隔长，强度不达标和易脱层易收缩裂缝的问题。

本发明板式无砟轨道维修用复合水泥基快凝干料由质量比是25%～45%复合水泥、7.8%～15%复合矿物掺合料、0.05%～0.1%缓凝剂、0.05%～0.11%消泡剂、0%～0.01%保水剂、0.26%～1%增稠剂、0.1%～0.16%减水剂、0.05%～0.1%纤维和46%～62.5%石英砂组成。复合水泥由质量比是10%～20%硅酸盐水泥和80%～90%硫铝酸盐水泥组成，复合矿物掺合料由质量比是20%～60%硅灰和40%～80%矿粉组成，缓凝剂是硼酸或酒石酸，消泡剂是聚醚改性硅消泡剂或聚二甲基硅氧烷，保水剂是羟丙基甲基纤维素醚或甲基纤维素醚，增稠剂是可再分散乳胶粉，减水剂是聚羧酸盐高效减水剂，纤维是聚丙烯腈纤维或聚丙烯纤维。

本发明还包括一种使用上述干料制备成的板式无砟轨道维修用复合水泥基快凝砂浆，它是由质量比是83%～86%上述干料和14%～17%水混合制备得到的复合矿混合物，这种复合矿混合物包括铝酸四钙胶凝体系和硅酸三钙胶凝体系的复合矿物结构。

为了制作上述复合水泥基快凝砂浆，本发明公开了一种工艺，包括步骤：(1)将制备原料石英砂用清水洗净，备用；(2)将洗净的石英砂、复合水泥、复合矿物掺合料、缓凝剂、消泡剂、保水剂、增稠剂、减水剂、纤维按各自的质量配比加入搅拌机混合搅拌制得干料；(3)将制得的干料与水按各自的质量配比加入搅拌机混合搅拌制得复合水泥基快凝砂浆。

本发明的复合水泥基快凝砂浆具有以下特点：(1)自流平性，初始流动度≥340mm，30min流动度≥310mm以上，可以实现重力压浆，而不需要压浆机；(2)初终凝结时间间隔短，初凝时间≥40min，终凝时间≤90min；(3)早期强度发展快，后期强度不降低，确保施工工程质量，2.5h抗压强度≥5MPa，4h抗压强度≥10MPa，28d抗压强度≥40MPa；4h抗折强度≥2MPa，28d抗折强度≥8MPa；(4)该砂浆不泌水，不沉降，微膨胀，抗冻性能好，无明显收缩现象。本方案的复合水泥基快凝砂浆基于以上特点相比现有的CA砂浆具有突出的实质性特点和显著的进步。

具体实施方式

为了进一步陈述本方案的各项特性，以下结合具体实施例对本发明作详细说明。

本发明板式无砟轨道维修用复合水泥基快凝干料由质量比是25%～45%复合水泥、7.8%～15%复合矿物掺合料、0.05%～0.1%缓凝剂、0.05%～0.11%消泡剂、0%～0.01%保水剂、0.26%～1%增稠剂、0.1%～0.16%减水剂、0.05%～0.1%纤维和46%～62.5%石英砂组成。复合水泥由质量比是10%～20%硅酸盐水泥和80%～90%硫铝酸盐水泥组成，硅酸盐水泥优选是52.5R硅酸盐水泥，复合矿物掺合料由质量比是20%～60%硅灰和40%～80%矿粉组成，而且，复合矿物掺合料的细度在100目以上或比表面积大于4000cm²/g，缓凝剂是硼酸或酒石酸，消泡剂是聚醚改性硅消泡剂或聚二甲基硅氧烷，保水剂是羟丙基甲基纤维素醚或甲基纤维素醚，增稠剂是可再分散乳胶粉，减水剂是聚羧酸盐高效减水剂，纤维是聚丙烯腈纤维或聚丙烯纤维，石英砂的粒径优选是0.1mm～2.36mm。

为了制作上述复合水泥基快凝砂浆，本发明公开了一种工艺，包括步骤：(1)将制备原料石英砂用清水洗净，备用；(2)将洗净的石英砂、复合水泥、复合矿物掺合料、缓凝剂、消泡剂、保水剂、增稠剂、减水剂、纤维按各自的质量配比加入搅拌机混合搅拌制得干料；(3)将制得的干料与水按各自的质量配比加入搅拌机混合搅拌制得复合水泥基快凝砂浆。为了保证各种配料充分混合同时节约制作砂浆的时间，本方案步骤(2)中的搅拌时间优选是5～10分钟，步骤(3)中的搅拌时间优选是4～6分钟。

本方案可以采取事先制造复合水泥基快凝干料，将制备好的干料装袋备用，在应急修理的情况下只需按照干料和水的比例混合搅拌即可。本方案利用硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥这种混合水泥水化时产生急凝现象，同时配料中的缓凝剂能够有效隔离水化顺序和控制水化时间，从而生成了新的铝酸四钙胶凝体系和硅酸三钙胶凝体系的复合矿物结构，新材料在耐硫酸盐侵蚀、耐磨蚀、自收缩、抗裂、抗弯折、抗碳化、抗冻性、抗渗性、水溶蚀等诸多方面都表现出比现有CA砂浆更优异的性能。本方案复合水泥基快凝砂浆具有以下特点：(1)自流平性，初始流动度≥340mm，30min流动度≥310mm以上，可以实现重力压浆，而不需要压浆机或灌浆机，具体是直接将搅拌机提升一定高度，通过砂浆自身重力灌注；(2)初终凝结时间间隔短，初凝时间≥40min，终凝时间≤90min；(3)早期强度发展快，后期强度不降低，确保施工工程质量，2.5h抗压强度≥5MPa，4h抗压强度≥10MPa，28d抗压强度≥40MPa；4h抗折强度≥2MPa，28d抗折强度≥8MPa；(4)该砂浆不泌水，不沉降，微膨胀，抗冻性能好，无明显收缩现象。本方案的复合水泥基快凝砂浆基于以上特点相比现有的CA砂浆具有突出的实质性特点和显著的进步。

实施例一

一种复合水泥基快凝砂浆，是由质量比是86%所述干料和14%水混合制备得到，所述干料是由质量比是4.5%硅酸盐水泥、25.5%硫铝酸盐水泥、7%硅灰、8%矿粉、0.08%缓凝剂、0.1%消泡剂、0.005%保水剂、0.52%增稠剂、0.155%减水剂、0.05%纤维和54.09%石英砂混合制备得到。

实施例二

一种复合水泥基快凝砂浆，是由质量比是85%所述干料和15%水混合制备得到，所述干料是由质量比是6%硅酸盐水泥、34%硫铝酸盐水泥、5.2%硅灰、7.8%矿粉、0.078%缓凝剂、0.104%消泡剂、0.01%保水剂、0.52%增稠剂、0.156%减水剂、0.052%纤维和46.08%石英砂混合制备得到。

实施例三

一种复合水泥基快凝砂浆，是由质量比是83%所述干料和17%水混合制备得到，所述干料是由质量比是6.75%硅酸盐水泥、38.25%硫铝酸盐水泥、4%硅灰、4%矿粉、0.08%缓凝剂、0.106%消泡剂、0.005%保水剂、0.53%增稠剂、0.159%减水剂、0.08%纤维和46.04%石英砂混合制备得到。

上述实施例的复合水泥基快凝砂浆各项指标性能如下表所示：

Claims

1.一种板式无砟轨道维修用复合水泥基快凝干料，由质量比是25％～45％复合水泥、7.8％～15％复合矿物掺合料、0.05％～0.1％缓凝剂、0.05％～0.11％消泡剂、0％～0.01％保水剂、0.26％～1％增稠剂、0.1％～0.16％减水剂、0.05％～0.1％纤维和46％～62.5％石英砂组成，所述复合水泥由质量比是10％～20％硅酸盐水泥和80％～90％硫铝酸盐水泥组成，所述复合矿物掺合料由质量比是20％～60％硅灰和40％～80％矿粉组成，所述缓凝剂是硼酸或酒石酸，所述消泡剂是聚醚改性硅消泡剂或聚二甲基硅氧烷，所述保水剂是羟丙基甲基纤维素醚或甲基纤维素醚，所述增稠剂是可再分散乳胶粉，所述减水剂是聚羧酸盐高效减水剂，所述纤维是聚丙烯腈纤维或聚丙烯纤维；

所述复合矿物掺合料的细度在100目以上或比表面积大于4000 cm²/g。

2.根据权利要求1所述的复合水泥基快凝干料，其特征在于，所述石英砂的粒径是0.1mm～2.36mm。

3.一种使用权利要求1所述干料制备成的板式无砟轨道维修用复合水泥基快凝砂浆，所述复合水泥基快凝砂浆是由质量比是83％～86％所述干料和14％～17％水混合制备得到的复合矿混合物，所述复合矿混合物包括铝酸四钙胶凝体系和硅酸三钙胶凝体系的复合矿物结构。

4.根据权利要求3所述的复合水泥基快凝砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥是52.5R硅酸盐水泥。

5.根据权利要求3或4所述的复合水泥基快凝砂浆，其特征在于，所述复合水泥基快凝砂浆是由质量比是86％所述干料和14％水混合制备得到，所述干料是由质量比是4.5％硅酸盐水泥、25.5％硫铝酸盐水泥、7％硅灰、8％矿粉、0.08％缓凝剂、0.1％消泡剂、0.005％保水剂、0.52％增稠剂、0.155％减水剂、0.05％纤维和54.09％石英砂混合制备得到。

6.根据权利要求3或4所述的复合水泥基快凝砂浆，其特征在于，所述复合水泥基快凝砂浆是由质量比是85％所述干料和15％水混合制备得到，所述干料是由质量比是6％硅酸盐水泥、34％硫铝酸盐水泥、5.2％硅灰、7.8％矿粉、0.078％缓凝剂、0.104％消泡剂、0.01％保水剂、0.52％增稠剂、0.156％减水剂、0.052％纤维和46.08％石英砂混合制备得到。

7.根据权利要求3或4所述的复合水泥基快凝砂浆，其特征在于，所述复合水泥基快凝砂浆是由质量比是83％所述干料和17％水混合制备得到，所述干料是由质量比是6.75％硅酸盐水泥、38.25％硫铝酸盐水泥、4％硅灰、4％矿粉、0.08％缓凝剂、0.106％消泡剂、0.005％保水剂、0.53％增稠剂、0.159％减水剂、0.08％纤维和46.04％石英砂混合制备得到。

8.一种制造权利要求3或4所述复合水泥基快凝砂浆的方法，包括步骤：

(1)将制备原料石英砂用清水洗净，备用；

(2)将洗净的石英砂、复合水泥、复合矿物掺合料、缓凝剂、消泡剂、保水剂、增稠剂、减水剂、纤维按各自的质量配比加入搅拌机混合搅拌制得干料；

(3)将制得的干料与水按各自的质量配比加入搅拌机混合搅拌制得复合水泥基快凝砂浆。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(2)中的搅拌时间是5～10分钟，步骤(3)中的搅拌时间是4～6分钟。