CN103058589B - 一种水泥沥青砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥沥青砂浆及其制备方法。该水泥沥青砂浆包括乳化沥青、水泥、细砂、膨胀剂、铝粉、水。其中乳化沥青的配方包括沥青、阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、增稠剂、稳定剂、减水剂、消泡剂、水。本发明水泥沥青砂浆采用特制的乳化沥青，当与水泥、细砂等干料拌合时，减水剂和消泡剂很容易分散均匀，与干料充分接触，减水效果明显，在减少外加用水量的同时，有效地避免了CA砂浆灌注后发生泌水现象，改善了乳化沥青与水泥及细砂的和易性，改善了CA砂浆的流动性，并有效地消除大气泡，使CA砂浆成型后质地致密、均匀。本发明的水泥沥青砂浆特别适合于在修筑高速铁路时灌注在轨道板下作为减震缓冲层。

Description

一种水泥沥青砂浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水泥沥青砂浆及其制备方法，特别是用于修筑高速铁路时板式无砟轨道板下灌注的水泥沥青砂浆（简称CA砂浆）及其制备方法。

背景技术

随着铁路建设水平以及对铁路运力要求的提高，需要修筑高速铁路及城际轻轨，为提高列车高速运行时的平稳性和减轻列车运行时因震荡产生的噪音，采用板式无砟轨道技术。板式无砟轨道技术是将两条轨道铺设在钢筋水泥混凝土板上（称轨道板），在轨道板的下面需要铺设3-5cm厚的减震层，该减震层是由乳化沥青、水泥、细砂及其它矿物材料构成，形成水泥沥青砂浆（Cement Asphalt砂浆，简称CA砂浆）。在CA砂浆中，乳化沥青是关键性材料，利用其柔性吸收一定的震动能量，减轻列车行进时因震荡产生的噪音，并能提高列车运行的平稳性及舒适性。乳化沥青的性能直接影响水泥沥青砂浆的工作性能和耐久性能。要求乳化沥青不仅要具有良好的稳定性，还要与水泥、细砂等干料有很好的相容性，不能影响水泥的水化反应速度，为保证砂浆能够很好地灌注，要求配制的砂浆还要在较长时间内具有一定的流动性。此外，为了保证灌注的砂浆固化后质地均匀，乳化沥青与水泥、细砂等干料拌合时不能产生大气泡。为保证水泥沥青砂浆在灌注后的固化过程中有足够的水供水泥发生水化反应，需要另外添加水，但加水量过多或乳化剂配方不合适时会发生泌水现象。

CN 200710149995.8公开了一种乳化沥青，它由沥青、表面活性剂、助剂和水组成，其中表面活性剂采用离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的混合物。CN 200710078480.3公开了一种乳化沥青及其制备方法，它由沥青、表面活性剂、助剂和水组成，表面活性剂是采用阳离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂复配对沥青进行乳化得到乳化沥青。CN 200910076818.0公开了一种纵连板式无砟轨道水泥沥青砂浆专用乳化沥青，采用的是阴离子乳化剂、稳定剂、助剂等对沥青进行乳化。上述方法制备的乳化沥青，为了减少外加用水量，避免CA砂浆灌注后发生泌水的现象，一般在拌制CA砂浆时加入减水剂。在砂浆拌合过程中为了消除较大的气泡并减少泡沫的产生，一般在拌制CA砂浆时加入消泡剂，比如 CN 200910076819.5。制备砂浆过程是在一种拌合车内进行的，属于间歇式操作，由于消泡剂和减水剂的用量很少，计量很难控制准确，而且即使快速搅拌，二者在砂浆中的分布也很难均匀，一旦计量有误或分布不均就会对砂浆性质有影响，主要表现为消泡不彻底，灌注砂浆时，会在轨道板四个角的下方堆积较多的气泡，成型后引起角部的强度不足。此外，为了使高铁乳化沥青与大量的水泥、细砂混合后能够在高速搅拌时不至于破乳，并具有一定的抗机械破坏的强度，一般在生产高铁乳化沥青时，表面活性剂的用量都会很大，那么，在高铁乳化沥青的生产和装车时就容易产生大量泡沫，占据产品罐的很大空间，如果操作不当，乳化沥青泡沫容易从罐口冒出，给生产及运输带来不便。此外，如果乳化沥青的泡沫过多，当泡沫消失后会形成一层厚厚的皮，这种皮是由泡沫上的沥青成分在泡沫消失后连结而成的，即使搅拌也无法再使其乳化，所以会影响乳化沥青性质，尤其影响筛上剩余量指标，甚至还容易引发乳化沥青的破乳。此外，在施工现场添加消泡剂和减水剂，操作步骤繁琐，影响施工进度，也给拌合车的结构设计增添麻烦。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种无泌水、和易性好、流动性好、可拌合时间长、无大气泡、质地均匀、可节省现场操作步骤、提高生产效率的水泥沥青砂浆及其制备方法。本发明水泥沥青砂浆特别适合于修筑高速铁路时灌注在轨道板下作为减震层。

本发明的水泥沥青砂浆，其配方包括乳化沥青、水泥、细砂、膨胀剂、铝粉、水；以水泥沥青砂浆的重量为基准：

乳化沥青                16.0%～24.0%，

水泥                    22.0%～24.0%，

细砂                    45.0%～47.0%，

膨胀剂                  2.0%～2.6%，

铝粉                    0.0015%～0.0025%，

水                      7.0%～11.0%，

其中所述的乳化沥青的配方包括沥青、阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、增稠剂、稳定剂、减水剂、消泡剂、水；以乳化沥青的重量为基准：

沥青                   58.0%～65.0%，

阳离子乳化剂           0.5%～2.0%，

阴离子乳化剂           0.5%～2.0%，

增稠剂                 0.01%～0.05%，

稳定剂                 0.1%～0.25%，

减水剂                 0.1%～0.7%，

消泡剂                 0.05%～0.1%，

水                     33.0%～37.0%；

乳化沥青所用的减水剂可以是木质素磺酸盐类、萘磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺甲醛缩合物中的一种或多种。

乳化沥青所用的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚等中的一种或多种。

乳化沥青所用的阳离子型乳化剂包括烷基胺类、酰胺类、咪唑啉类、胺化木质素类、季铵盐类乳化剂中的一种或几种。其中的季铵盐类可以是十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。

乳化沥青所用的阴离子型乳化剂为硫酸酯盐类中的一种或几种，优选为烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中的一种或多种。所述的烷基硫酸钠的烷基碳数为12~18。所述的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中，脂肪醇的碳数为14~20，聚氧乙烯分子个数为1~4。所述的脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中，脂肪胺的碳数为14~20，聚氧乙烯分子个数为1~4。

乳化沥青所用的增稠剂为纤维素，可以是羟甲基纤维素、羧乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或多种。

乳化沥青所用的稳定剂为无机盐，包括氯化钙、氯化镁、氯化钡、氯化铵等中的一种或多种。

本发明的乳化沥青中，优选加入两性离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂，以乳化沥青的重量为基准，两性离子型表面活性剂为0.1%~0.7%，非离子型表面活性剂用量为0.1%~0.7%。

乳化沥青所用的两性离子型乳化剂为氨基羧酸及其盐中的一种或多种，可以是N-椰油基-β-氨基丙酸钠、N-椰油基-β-氨基丙酸、N-月桂基-β-氨基丙酸、N-豆蔻基-β-氨基丙酸、N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠、N-月桂基-β-亚氨二丙酸二钠中的一种或多种。

乳化沥青所用的非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。其中，脂肪醇聚氧乙烯醚可以是月桂醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、棕榈醇聚氧乙烯醚、环己醇聚氧乙烯醚、萜烯醇聚氧乙烯醚中的一种或几种，其中脂肪醇聚氧乙烯醚中聚氧乙烯分子个数为15~25。烷基酚聚氧乙烯醚可以是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种，其中烷基酚聚氧乙烯醚中聚氧乙烯分子个数为15~25。

乳化沥青所用的沥青为石油沥青，包括直馏沥青、氧化沥青、溶剂脱油沥青、聚合物改性沥青中的一种或多种，其针入度为60～120  1/10mm。

本发明水泥沥青砂浆中所用的水泥为硅酸盐水泥，强度等级为42.5R、52.5、52.5R、62.5中的任意一种。

本发明水泥沥青砂浆中所用的细砂可以为河砂、海砂、山砂中的一种或几种的混合物，最好为山砂；所用的细砂要经过水洗，洗去其中的泥土，充分烘干后混合均匀，其中，不同粒径的细砂所占比例，以细砂的重量为基准：

          粒径0.35～0.5mm            34%～40%，

          粒径0.25～0.35mm           22%～24%，

          粒径＜0.25mm               38%～42%。

本发明水泥沥青砂浆中所用的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。

本发明水泥沥青砂浆中所用的铝粉为鳞片状。

本发明水泥沥青砂浆的制备方法，包括：将称量好的水和乳化沥青添加到搅拌釜中，搅拌均匀作为液料；然后，一边搅拌，一边依次将水泥、细砂、膨胀剂、铝粉等干料添加到上述液料中，待全部干料加完后搅拌均匀，得到水泥沥青砂浆。

其中所述乳化沥青的制备方法是：先将沥青加热至110℃～165℃备用；把阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、增稠剂、稳定剂共同溶于水中，然后再加入减水剂、消泡剂，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度为40℃～65℃备用；将上述皂液和热沥青分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，当乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到乳化沥青。其中所述的经胶体磨研磨后的乳液未降到出系统温度时，可以采用换热的方式，比如冷却器进行降温，然后出系统。

本发明乳化沥青的制备方法中，在制备皂液时可以把阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、增稠剂、稳定剂共同溶于水中，然后再加入减水剂、消泡剂，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度为40℃～65℃备用。

本发明的水泥沥青砂浆具有如下优点：

1、本发明水泥沥青砂浆，由于预先将减水剂和消泡剂添加到乳化沥青中，可节省在施工现场添加减水剂、消泡剂的操作步骤，提高了生产效率，同时可避免现场添加减水剂、消泡剂时计量不准问题；

2、本发明在制备乳化沥青时，由于预先将减水剂添加到乳化剂水溶液中，很容易使减水剂在乳化沥青中分散均匀，当与水泥、细砂等干料拌合时，减水剂很容易在砂浆中分散均匀，与水泥、细砂等充分接触，利用其润滑性，改善了乳化沥青与水泥及细砂的和易性，有效地减少外加用水量，避免了现场加入时的因搅拌不均、减水效果差而发生的泌水现象，改善了CA砂浆的流动性，延长了可工作时间，能够使CA砂浆灌注饱满，成型后受力均匀；

3、本发明在制备乳化沥青时，由于预先将消泡剂添加到乳化剂水溶液中，很容易使消泡剂在乳化沥青中分散均匀，当乳化沥青与水泥、细砂等干料拌合时，其中的消泡剂很容易在砂浆中分散均匀，有效地消除大气泡，避免了施工现场加入时因搅拌不均而产生大气泡现象，使CA砂浆成型后质地致密、均匀；

4、采用本发明方法专用的乳化沥青，其中将减水剂作为一个组分加到乳化沥青中，不仅可以在与水泥拌合时起到减水剂本身的作用，而且还可利用其本身的表面活性，与阴离子和阳离子表面活性剂搭配使用，在生产本发明的乳化沥青时起到助乳化作用，提高乳化效果，可减少表面活性剂用量，降低乳化剂成本。对乳化沥青的筛上剩余量、储存稳定性、尤其是对水泥混合性指标有明显地改善。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但本发明不限于以下实施例。

实施例1

取针入度为108（1/10mm）的辽河原油直馏沥青6480g，加热至115℃备用。取阳离子型乳化剂十六烷基三甲基氯化铵50g，阴离子型乳化剂脂肪（18）醇聚氧乙烯（3）醚硫酸钠50 g，两性离子型乳化剂N-椰油基-β-氨基丙酸钠10 g，非离子型乳化剂油醇聚氧乙烯（20）醚10g，羧甲基纤维素1 g，氯化钙5 g，共同溶于3377g的不低于45℃的水中，待充分溶解后，再加入木质素磺酸钙10 g，甲基硅油（303-20）7g，充分搅拌均匀，制备成皂液备用，并使温度保持不低于40℃。然后将皂液和沥青分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃时，从系统的出口流出，得到本发明乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

实施例2

取针入度为98（1/10mm）的茂名石化公司的阿曼原油溶剂脱油沥青6000g，加热至125℃备用。取阳离子型乳化剂氢化牛脂基丙烯三胺90g，阴离子型乳化剂脂肪（18）胺聚氧乙烯（4）硫酸钠195g，两性离子型乳化剂N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠69 g，非离子型乳化剂辛基酚聚氧乙烯（20）醚50g，羧乙基纤维素5 g，氯化铵15 g，共同溶于3531g的 65℃的水中，待乳化剂充分溶解后，再加入萘磺酸甲醛缩合物40g，聚氧乙烯氧丙烯甘油（GPE30）5g，充分搅拌均匀，制备成皂液备用并保持温度为65℃。然后将皂液和沥青分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃时，从系统的出口流出，得到本发明乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

实施例3

取针入度为62（1/10mm）的齐鲁石化公司的科威特原油氧化沥青6200g，加热至155℃备用。取阳离子型乳化剂胺化木质素（RH-CO1）乳化剂195g，阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钠125 g，两性离子型乳化剂N-月桂基-β-氨基丙酸40g，非离子型乳化剂月桂醇聚氧乙烯（20）醚40g，羟乙基纤维素3 g，氯化镁25g，共同溶于3373g的55℃的水中，待乳化剂充分溶解后，再加入磺化三聚氰胺甲醛缩合物25 g，高碳醇脂肪酸酯（C18，浓度30%）9g，充分搅拌均匀，制备成皂液备用并保持温度为55℃。然后将皂液和沥青分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃时，从系统的出口流出，得到本发明乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

实施例4

取针入度为118（1/10mm）的SBS改性沥青5820g，加热至162℃备用。取阳离子型乳化剂1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2（M-1）125 g，阴离子型乳化剂脂肪（20）醇聚氧乙烯（4）醚硫酸钠90g，两性离子型乳化剂N-月桂基-β-亚氨二丙酸二钠50g，非离子型乳化剂壬基酚聚氧乙烯（20）醚69g，羟丙基纤维素2 g，氯化钡10 g，溶于3680g水中，待乳化剂充分溶解后，再加入氨基磺酸钠69 g，聚氧丙烯甘油醚10g，充分搅拌均匀，制备成皂液备用并保持温度为60℃。然后将皂液和沥青分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃时，从系统的出口流出，得到本发明乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

实施例5

取针入度为108（1/10mm）的辽河原油直馏沥青6300g，加热至115℃备用。取阳离子型乳化剂十六烷基三甲基氯化铵150g，阴离子型乳化剂脂肪（18）醇聚氧乙烯（3）醚硫酸钠150 g，羧甲基纤维素4 g，氯化钙20g，共同溶于3378g不低于45℃的水中，待充分溶解后，再加入木质素磺酸钙52 g，甲基硅油（303-20）6g，充分搅拌均匀，制备成皂液备用，并使温度保持不低于40℃。然后将皂液和沥青分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃时，从系统的出口流出，得到本发明乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

比较例1

取针入度为108（1/10mm）的辽河原油直馏沥青6480g，加热至115℃备用。取阳离子型乳化剂十六烷基三甲基氯化铵50g，阴离子型乳化剂脂肪（18）醇聚氧乙烯（3）醚硫酸钠50 g，两性离子型乳化剂N-椰油基-β-氨基丙酸钠10 g，非离子型乳化剂油醇聚氧乙烯（20）醚10g，羧甲基纤维素1 g，氯化钙5 g，共同溶于3394g不低于45℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液备用，并使温度保持不低于40℃。然后将皂液和沥青分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃时，从系统的出口流出，得到乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

比较例2

取针入度为98（1/10mm）的茂名石化公司的阿曼原油溶剂脱油沥青6000g，加热至125℃备用。取阳离子型乳化剂氢化牛脂基丙烯三胺90g，阴离子型乳化剂脂肪（18）胺聚氧乙烯（4）硫酸钠195g，两性离子型乳化剂N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠69 g，非离子型乳化剂辛基酚聚氧乙烯（20）醚50g，羧乙基纤维素5 g，氯化铵15g，共同溶于3576g的 65℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液备用并保持温度为65℃。然后将皂液和沥青分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃时，从系统的出口流出，得到乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

上述实施例1～实施例5制备砂浆方法：分别在常温下将称量好的水和乳化沥青添加到搅拌釜中，搅拌均匀作为液料；然后，一边搅拌，一边依次将水泥、细砂、膨胀剂、铝粉添加到上述液料中，待全部干料加完后搅拌均匀。实施例1～实施例5制备砂浆的材料配比见表3，测得砂浆的性质见表4。分别将比较例1和比较例2的乳化沥青按上述砂浆的制备方法，分别按照实施例1和实施例2中减水剂和消泡剂的用量，在制备砂浆时现场添加到砂浆中，制成水泥沥青砂浆，材料配比见表3，测得砂浆的性质见表4。本发明所用水泥为安徽海螺水泥股份公司生产的海螺牌水泥。

表 1  乳化沥青配比

原料用量	实施例1	实施例2	实施例3
				基础沥青类型	直馏沥青	溶剂脱油沥青	氧化沥青
针入度，1/10mm	108	98	62
				沥青用量/g	6480	6000	6200
乳化剂用量/g
				-阳离子	50	90	195
-阴离子	50	195	125
				-两性离子	10	69	30
-非离子	10	50	30
				增稠剂用量/g	1	5	3
稳定剂用量/g	5	15	10
				减水剂用量/g	10	40	25
消泡剂用量/g	7	5	9
				水用量/g	3377	3531	3373

表 1续

原料用量	实施例4	实施例5	比较例1	比较例2
					基础沥青类型	改性沥青	直馏沥青	直馏沥青	溶剂脱油沥青
针入度/0.1mm	118	108	108	98
					沥青用量/g	5820	6300	6480	6000
乳化剂用量/g
					-阳离子	125	150	50	90
-阴离子	150	90	50	195
					-两性离子	50	-	10	69
-非离子	69	-	10	50
					增稠剂用量/g	2	4	1	5
稳定剂用量/g	25	20	5	15
					减水剂用量/g	69	52	-	-
消泡剂用量/g	10	6	-	-
					水用量/g	3680	3378	3394	3576

表2  乳化沥青性质

项目	实施例1	实施例2	实施例3	指标要求	检测方法
						筛上剩余量/%	0.01	0.01	0.02	≤0.1	JTJ T0652
恩氏粘度	7	10	11	3～15	JTJ T0622
						储存稳定性/%
1天	0.1	0.1	0.1	≤1	JTJ T0655
						5天	3	3	2	≤5	JTJ T0655
低温储存实验(-5℃)	无粗粒、无结块	无粗粒、无结块	无粗粒、无结块	无粗粒、无结块	JTJ T0656
						水泥混合性	0.4	0.3	0.2	≤2.0	JTJT0657
蒸发残留物性质
						针入度，1/10mm	109	98	63	60～120	GB/T4509
延度（25℃）/cm	＞150	＞150	110	≥100	GB/T4508
						延度（5℃）/cm	68	45	27	≥20	GB/T4508
溶解度/%	99.8	99.8	99.9	≥99	JTJ T0607
						乳化沥青状态	细腻	细腻	细腻

表2续

项目

实施例4

实施例5

比较例1

比较例2

指标要求

检测方法

筛上剩余量/%

0.01

0.03

0.95

0.84

≤0.1

JTJ T0652

恩氏粘度

11

12

12

9

3～15

JTJ T0622

储存稳定性/%

1天

0.1

0.2

1.7

1.5

≤1

JTJ T0655

5天

2

1

9

7

≤5

JTJ T0655

低温储存实验(-5℃)

无粗粒、无结块

无粗粒、无结块

有粗粒、有结块

有粗粒、有结块

无粗粒、无结块

JTJ T0656

水泥混合性

0.2

0.2

3.8

3.4

≤2.0

JTJT0657

蒸发残留物性质

针入度，1/10mm

118

107

108

98

60～120

GB/T4509

延度（25℃）/cm

＞150

＞150

＞150

＞150

≥100

GB/T4508

延度（5℃）/cm

90

70

68

45

≥20

GB/T4508

溶解度/%

99.6

99.7

99.8

99.8

≥99

JTJ T0607

乳化沥青状态

细腻

细腻

有粗粒、有结皮

有粗粒、有结皮

 由表2可见，预先把减水剂和消泡剂作为乳化剂组分参与乳化沥青的制备，对于乳化沥青的筛上剩余量、储存稳定性、水泥混合性有明显地改善，尤其对改善水泥混合性更有意义，有利于砂浆的拌合、灌注及成型。

表3 水泥沥青砂浆配比

原料用量	实施例1	实施例2	实施例3
				乳化沥青/kg	160	238	196
水泥强度等级	42.5R	52.5	52.5R
				水泥用量/kg	240	220	230
细砂类型	河砂	海砂	山砂
				细砂用量/kg	470	450	460
膨胀剂/kg	20	22	24
				外加水/kg	110	70	90
减水剂/g	-	-	-
				消泡剂/g	-	-	-
铝粉/g	25	15	20

 表3 续

原料用量	实施例4	实施例5	比较例1	比较例2
					乳化沥青/kg	204	185	160	238
水泥强度等级	52.5R	62.5	42.5R	52.5
					水泥用量/kg	235	225	240	220
细砂类型	山砂、河砂	山砂、海砂	河砂	海砂
					细砂用量/kg	455	465	470	450
膨胀剂/kg	26	25	20	22
					外加水/kg	80	100	110	70
减水剂/g	-	-	160	952
					消泡剂/g	-	-	112	119
铝粉/g	18	23	25	15

表4  水泥沥青砂浆性质

项目	实施例1	实施例2	实施例3	指标要求
					砂浆状态	无大气泡，质地均匀饱满，不泌水	无大气泡，质地均匀饱满，不泌水	无大气泡，质地均匀饱满，不泌水
流动度/s	20	21	23	16～26
					可工作时间/min	55	67	97	≥30
分离度/%	1.0	0.9	0.8	≤3
					含气量/%	11.2	8.5	8.9	8～12
泌水率/%	0	0	0	0
					膨胀率/%	1.6	1.8	1.9	1～3
抗压强度/MPa
					1天	0.19	0.22	0.24	≥0.1
7天	1.46	1.85	1.92	≥0.7
					28天	1.98	2.19	2.26	1.8～2.5
弹性模量/MPa	198	255	262	100～300

表4 续

项目	实施例4	实施例5	比较例1	比较例2	指标要求
						砂浆状态	无大气泡，质地均匀饱满，不泌水	无大气泡，质地均匀饱满，不泌水	有大气泡，质地不均，泌水明显	有大气泡，质地不均，少量泌水
流动度/s	23	25	35	29	16～26
						可工作时间/min	89	76	17	24	≥30
分离度/%	0.7	0.6	3.3	2.5	≤3
						含气量/%	10.2	9.2	16	15.7	8～12
泌水率/%	0	0	3	2	0
						膨胀率/%	2.3	2.0	0.9	1.1	1～3
抗压强度/MPa
						1天	0.24	0.26	0.09	0.10	≥0.1
7天	1.93	1.99	0.72	0.98	≥0.7
						28天	2.28	2.40	1.77	1.82	1.8～2.5
弹性模量/MPa	243	251	94	97	100～300

由表4可见，实施例1～实施例5的乳化沥青和高铁专用砂浆干粉拌合后，可工作时间延长，有利于砂浆拌合、灌注及成型，有效地改善了泌水率，有利于保证水泥的水化反应，使含气量、流动度、分离度、抗压强度等指标符合高铁施工规范要求。

Claims (14)

1.一种水泥沥青砂浆，包括乳化沥青、水泥、细砂、膨胀剂、铝粉、水；以水泥沥青砂浆的重量为基准：

其中的乳化沥青配方包括：沥青、阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、增稠剂、稳定剂、减水剂、消泡剂、水；以乳化沥青的重量为基准：

乳化沥青中所用的阳离子型乳化剂为烷基胺类、酰胺类、咪唑啉类、胺化木质素类、季铵盐类乳化剂中的一种或几种；乳化沥青中所用的阴离子型乳化剂为硫酸酯盐类中的一种或几种；乳化沥青中所用的减水剂是木质素磺酸盐类、萘磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺甲醛缩合物中的一种或多种；所用的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。

2.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于所用的水泥为硅酸盐水泥，强度等级为42.5R、52.5、52.5R、62.5中的任意一种；所用的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；所用的细砂按不同粒径所占比例如下，以细砂的重量为基准：

粒径0.35～0.50mm    34％～39％，

粒径0.25～0.35mm    23％～25％，

粒径＜0.25mm        38％～41％。

3.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于：乳化沥青中所述的季铵盐类乳化剂是十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。

4.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于：乳化沥青中所用的阴离子型乳化剂为烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中的一种或多种；所述的烷基硫酸钠的烷基碳数为12～18；所述的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中，脂肪醇的碳数为14～20，聚氧乙烯分子个数为1～4；所述的脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中，脂肪胺的碳数为14～20，聚氧乙烯分子个数为1～4。

5.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于：乳化沥青中所用的增稠剂为羟甲基纤维素、羧乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或多种；所述的稳定剂为氯化钙、氯化镁、氯化钡、氯化铵中的一种或多种。

6.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于：乳化沥青中所用的沥青为石油沥青，包括直馏沥青、氧化沥青、溶剂脱油沥青、聚合物改性沥青中的一种或多种，其针入度为60～120 1/10mm。

7.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于所述的乳化沥青中加入两性离子型乳化剂，以乳化沥青的重量为基准，两性离子型乳化剂的加入量为0.1％～0.7％；所用的两性离子型乳化剂为氨基羧酸及其盐中的一种或多种。

8.按照权利要求7所述的水泥沥青砂浆，其特征在于所用的两性离子型乳化剂为N-椰油基-β-氨基丙酸钠、N-椰油基-β-氨基丙酸、N-月桂基-β-氨基丙酸、N-豆蔻基-β-氨基丙酸、N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠、N-月桂基-β-亚氨二丙酸二钠中的一种或多种。

9.按照权利要求1所述的水泥沥青砂浆，其特征在于所述的乳化沥青中加入非离子型乳化剂，以乳化沥青的重量为基准，非离子型乳化剂的加入量为0.1％～0.7％；所用的非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。

10.按照权利要求9所述的水泥沥青砂浆，其特征在于所用的脂肪醇聚氧乙烯醚是月桂醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、棕榈醇聚氧乙烯醚、环己醇聚氧乙烯醚、萜烯醇聚氧乙烯醚中的一种或几种，其中脂肪醇聚氧乙烯醚中聚氧乙烯分子个数为15～25；烷基酚聚氧乙烯醚可以是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种，其中烷基酚聚氧乙烯醚中聚氧乙烯分子个数为15～25。

11.权利要求1～6任一所述的水泥沥青砂浆的制备方法，包括：将水和乳化沥青添加到搅拌釜中，搅拌均匀作为液料；然后，一边搅拌，一边依次将水泥、细砂、膨胀剂、铝粉添加到上述液料中，待全部干料加完后搅拌均匀，得到水泥沥青砂浆。

12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于所述的乳化沥青的制备过程如下：先将沥青加热至110℃～165℃备用；把阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、增稠剂、稳定剂共同溶于水中，然后再加入减水剂和消泡剂，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度为40℃～65℃备用；将上述皂液和热沥青分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，当乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到乳化沥青。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，在制备乳化沥青过程中，在制备皂液时加入两性离子型乳化剂；以乳化沥青的重量为基准，两性离子型乳化剂的加入量为0.1％～0.7％；所用的两性离子型乳化剂为氨基羧酸及其盐中的一种或多种。

14.按照权利要求12或13所述的方法，其特征在于，在制备乳化沥青过程中，在制备皂液时加入非离子型乳化剂；以乳化沥青的重量为基准，非离子型乳化剂的加入量为0.1％～0.7％；所用的非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。