CN105645886A - 一种crtsⅱ型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料 - Google Patents

一种crtsⅱ型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种CRTS？II型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料，该材料由下列质量份数的原料组成：水泥100份，粉煤灰16-48份，超细矿渣粉3～9份，硅灰1～3份，细骨料40～110份，微膨胀组分6～12份，聚合粘结组分1～8份，模量调整组分1～10份，粉体消泡剂0.01～2份，促硬组分0.5～5份，减水组分0.2～1份。该材料具有施工性能简便、高粘结强度、高强快硬、低模量、高耐久性等特点，适用于CRTS？II型板式无砟轨道轨道板板间接缝的快速修复，亦适用于其他类似结构的快速修复。

Description

一种CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种施工性能简便、高粘结强度、高强快硬、低模量和高耐久性的修复材料制备技术，适用于CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝的快速修复，亦适用于其他类似结构的快速修复。
背景技术
随着我国高速铁路网建设的快速发展，CRTSII型无砟轨道结构成为我国高速铁路建设所采用的重要轨道结构型式。在CRTSII型无砟轨道结构中，宽接缝混凝土浇筑于两侧轨道板之间，为微膨胀混凝土，起到限制轨道板纵向移动，并防止雨水锈蚀纵向连接钢筋的作用。接缝两侧轨道板为C55混凝土，接缝混凝土设计强度也为C55，为防止板间接缝混凝土挤压受损，就要求接缝修复材料实现高强度、低模量的性能特点。
近年来，由于持续高温的原因，部分线路出现无砟轨道上拱的病害，致使轨道板连接处宽接缝混凝土受挤压产生开裂，严重情况下会导致宽接缝混凝土和轨道板混凝土的缺损掉块，甚至被挤碎。一旦宽接缝出现开裂或掉块情况，内部纵向连接的钢筋及张拉锁件就极易暴露在外界环境中，容易导致钢筋锈蚀，降低整个无砟轨道体系的稳定性及耐久性。因此，一旦宽接缝混凝土失效，无法满足安全服役的要求情况下，就需要对板间接缝混凝土进行修复。
运营期无砟轨道的养护维修一般安排在4h夜间天窗内进行。在夜间暴露环境下进行板间接缝修复，面临着修复时间短，混凝土凿除工作量大、修复材料需要高早强以满足第二天安全运营需求的现实情况。接缝修复材料从灌注完毕到达到通车条件的时间往往只有2h左右，要在通车前达到宽接缝C55混凝土的质量要求，就必须实现高早强和高强的双重需求。同时，由于CRTSII型板式无砟轨道特有的纵联板式结构，属于刚性结构，宽接缝混凝土和轨道板混凝土均为C55高强混凝土，混凝土模量均较高，当温度升高时，容易在宽接缝混凝土和轨道板混凝土接缝处产生较大的应力，导致宽接缝尤其是轨道板混凝土发生破损。目前，市面上的混凝土修复材料存在易开裂，早期强度无法满足要求，需要覆盖养护或蒸汽养护等附加条件的弊端，并且无法解决高早强、高强混凝土修复材料模量高的问题，无法满足无砟轨道轨道板板间接缝伤损修复技术要求，更无法满足暴露环境下混凝土耐久性的要求。现有技术中，多以研究混凝土道路修复为主，存在着易开裂、早期强度无法满足要求的弊端，且尚无专门针对CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复的修复材料。因此，急需一种能减少高温下轨道结构伤损的CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种能有效减少高温下轨道结构伤损，具有高强快硬、高粘结、低模量和高耐久性特点，适用于CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝的快速修复材料。
技术方案：为了实现以上目的，本发明提供了一种CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料：该材料按质量份计为：水泥100份，粉煤灰16-48份，超细矿渣粉3～9份，硅灰1～3份，细骨料40～110份，微膨胀组分6～12份，聚合粘结组分1～8份，模量调整组分1～10份，粉体消泡剂0.01～2份，促硬组分0.5～5份，减水组分0.2～1份。
其中，所述聚合粘结组分为苯乙烯与丁二烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、温仑胶中的一种或几种，所述模量调整组分为丁苯橡胶粉、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物粉末、磺化沥青粉、聚氨酯粉末、聚苯乙烯发泡颗粒中的一种或几种，所述粉体消泡剂为液态碳氢化合物、聚乙二醇和非结晶性二氧化硅的混合物，聚醚醇酯、改性硅聚醚中的一种或几种。
所述水泥为硫铝酸盐快硬水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥中的一种或几种。
所述细骨料为河砂、石英砂、机制砂、尾砂中的一种或几种。
所述微膨胀组分为硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂、低碱明矾石膨胀剂、氧化镁膨胀剂中的一种或两种。
所述促硬组分为石膏、硫酸钠、硫酸钾、碳酸锂、草酸锂、甲酸钙、亚硝酸钠、亚硝酸钙、三乙醇胺中的一种或几种。
所述减水组分为聚羧酸类减水组分、氨基磺酸盐减水组分、萘系减水组分中的一种或几种。
所述修复材料的使用方法为在混凝土搅拌机中按配比加入修复材料、连续级配粗骨料和水搅拌均匀制备而成。
工作机理：
本发明是利用在混凝土体系内引入聚合粘结组分和模量调整组分，两者协同作用，聚合物掺入混凝土之中通过破乳、成膜、粘结等作用，均匀分布在水泥基体中，由于高分子材料的存在，可提高混凝土基体对裂缝扩展过程的耗能能力，进而起到增韧作用；聚合物粘结组分和模量调整组分两者在配比合适与制备条件适宜的情况下，其中聚合物还可与水泥水化产物发生化学结合，进而形成有机无机互穿网络结构，使混凝土的韧性得到大幅提高，同时降低了混凝土弹性模量、提高新老混凝土的界面粘结强度及抗开裂性能；向组分中添加促硬组分，在早期就是水泥石中大量钙矾石晶体相互交叉连锁、C-S-H凝胶填充于内部，可以对水泥水化过程起促进作用，同时采用不同体系的促硬剂相互复合使用，可取得更为显著的早强效果；早强组分和模量调整组分的配伍使用，有效地解决了高强快硬混凝土高弹模的弊端，实现了修复材料高早强、高强、低弹模的特点；添加了微膨胀组分，保证了修复后的混凝土与轨道板混凝土之间界面不易产生离缝，有效的防止水从离缝内部进入修饰钢筋，满足无砟轨道混凝土耐久性要求。
有益效果：
本发明提供的一种用于CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复的修复材料，经过大量试验对比研究发现，相对现有技术具有以下优异的性能：
1、具有快硬高强同时具备低模量的特性，制备出的宽接缝混凝土可满足C55强度等级要求，同时弹性模量显著降低，在轨道结构受温度影响发生变形时，能显著降低宽接缝混凝土和轨道板混凝土界面的应力，减少轨道结构的伤损；
2、良好的施工性能：施工简便，工作性能能够满足天窗时间宽接缝混凝土快速修复的要求；
3、匹配的强度发展性能：高强快硬，30min即可拆模，2h即可达到通车所需强度要求，同时具有低模量的特点，修复后自身不易开裂破损，也可有效防止轨道板边缘破损；
4、新老混凝土界面粘结性好：修复材料与轨道板混凝土界面间具有较好的粘结强度，同时收缩较小，从而保证了修复材料与轨道板间具有较好的粘结性能；
5、优异的耐久性：具有更好的耐久性，可长期抵御铁路暴露环境下高温、冻融、硫酸盐侵蚀、碳化环境作用，并保持良好的使用性能，确保无砟轨道的安全服役；
6、优良的体积稳定性：具有较好的韧性和很低的收缩性能，抗开裂能力高。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详述。这些实施实例仅限用于解释说明本发明，而不限制本发明的范围。
实施例1
修复材料按质量份计为：
使用方法：在强制式混凝土搅拌机中按配比先后加入100份修复材料、80份连续级配粗骨料和16份水搅拌均匀制备而成。
主要性能见下表1。
实施例2
修复材料按质量份计为：
使用方法：在强制式混凝土搅拌机中按配比先后加入100份修复材料、90份5-10mm、10-20mm连续级配粗骨料和17份水搅拌均匀制备而成。
主要性能见下表1。
实施例3
修复材料按质量份计为：
使用方法：先后加入100份修复材料、80份5-10mm、10-20mm连续级配粗骨料和14份水，采用混凝土搅拌机拌合均匀制备而成。
主要性能见下表1。
实施例4
修复材料按质量份计为：
使用方法：先后加入100份修复材料、110份5-10mm、10-20mm连续级配粗骨料和15份水，采用铁锨等工具人工现场拌合均匀制备而成。
主要性能见下表1。
实施例5
修复材料按质量份计为：
使用方法：在强制式混凝土搅拌机中按配比先后加入100份修复材料、100份5-10mm、10-20mm连续级配粗骨料和20份水搅拌均匀制备而成。
主要性能见下表1。
对比例1
材料按质量份计为：
使用方法：在强制式混凝土搅拌机中按配比先后加入100份上述材料、80份5-10mm、10-20mm连续级配粗骨料和16份水搅拌均匀制备而成。
主要性能见下表1。
对比例2
材料按质量份计为：
使用方法：在强制式混凝土搅拌机中按配比先后加入100份上述材料、100份5-10mm、10-20mm连续级配粗骨料和17份水搅拌均匀。
主要性能见下表1。
表1实施例及对比例混凝土性能表
从实施例和对比例的数据可以明显看出：在修复材料中引入本技术所述的聚合粘结组分和模量调整组分，并按照本技术所述的配比可实现高强快硬，并且具有较低的弹性模量的特点。
根据本发明所述方法，并采用以上实施例进行实施处理的宽接缝混凝土快速修复工程具有施工性能好，界面粘结性好，高强快硬、低模量及高耐久性的特点，整治效果良好。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料，其特征在于：该材料按质量份计为：
其中，所述聚合粘结组分为苯乙烯与丁二烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、温仑胶中的一种或几种，所述模量调整组分为丁苯橡胶粉、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物粉末、磺化沥青粉、聚氨酯粉末、聚苯乙烯发泡颗粒中的一种或几种，所述粉体消泡剂为液态碳氢化合物、聚乙二醇和非结晶性二氧化硅的混合物，聚醚醇酯、改性硅聚醚中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料，其特征在于：所述水泥为硫铝酸盐快硬水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料，其特征在于：所述细骨料为河砂、石英砂、机制砂、尾砂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料，其特征在于：所述微膨胀组分为硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂、低碱明矾石膨胀剂、氧化镁膨胀剂中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料，其特征在于：所述促硬组分为石膏、硫酸钠、硫酸钾、碳酸锂、草酸锂、甲酸钙、亚硝酸钠、亚硝酸钙、三乙醇胺中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料，其特征在于：所述减水组分为聚羧酸类减水组分、氨基磺酸盐减水组分、萘系减水组分中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种CRTSII型板式无砟轨道轨道板板间接缝快速修复材料，其特征在于：所述修复材料的使用方法为在强制式混凝土搅拌机中按配比先后加入修复材料、连续级配粗骨料和水，搅拌均匀制备而成。
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