CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆的力学性能试验

为探讨crtsⅰ型水泥乳化沥青砂浆中水的迁移规律,对水在不同表面的接触角和毛细吸水质量随吸水时间的变化进行了测定,并对不同砂浆断面进行了扫描电子显微镜(sem)和能谱(eds)分析.结果表明:与普通多孔材料一样,水泥乳化沥青砂浆单位面积的吸水质量与吸水时间的1/2次方成正比;crtsⅰ型水泥乳化沥青砂浆与灌注袋界面处的"三明治"结构是其毛细吸水系数随吸水时间延长而大幅度降低的原因;crtsⅰ型水泥乳化沥青砂浆表面打磨可形成富沥青膜层,增大水在其表面的接触角,并使毛细吸水系数降低45%以上;施工时,灌注袋袋口砂浆的自然断面宜进行处理,以降低其毛细吸水系数.

本文对cptsⅱ型板式轨道水泥乳化沥青砂浆垫层的组成、性能等方面做一介绍,重点分析了水泥乳化沥青砂浆各项性能及影响性能的关键因素.

为了研究振动搅拌装置与砂浆材料的相互作用过程,通过测试振动参数、搅拌速度、搅拌时间、投料顺序等搅拌参数与工艺参数在不同组合时的砂浆性能指标,以及分析砂浆的微观结构,确定了振动搅拌装置参数和工艺参数变化时砂浆材料形成过程中的各项指标变化规律,得到了振动搅拌砂浆材料的较佳参数匹配关系:振动频率为200～250rad/s,振幅为1.5mm,乳化沥青与水的混合速度为20r/min,乳化沥青与水的混合时间为1.5min,高速搅拌速度40～60r/min,高速搅拌时间2.0～3.0min,消泡速度30～40r/min,消泡时间2.0min;合理的投料顺序是:乳化沥青+水+减水剂→干粉→消泡剂→成品,为提高水泥乳化沥青砂浆性能和生产效率提供了依据。

水泥乳化沥青砂浆用干料试验报告 委托单位报告编号 工程名称委托编号 施工部位记录编号 厂名牌号品种等级 包装种类报告日期 出厂编号代表数量 试验项目 标准规 定值 试验结果 扩展度（mm） 膨胀率（%） 颗粒级 配筛孔尺寸 （mm） 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 胶砂抗压强 度（mpa） 龄期（d） 检测评定依据：试验结论： 试验复核批准单位（章）

水泥乳化沥青砂浆试验检测要求

借鉴公路领域改性混凝土经验,利用锰渣作为掺合料制备改性水泥乳化沥青砂浆(ca砂浆),研究锰渣掺量对改性ca砂浆性能的影响。结果表明:锰渣的掺入会影响ca砂浆各项性能,当其掺量小于20%时,改性ca砂浆的物理性能较为稳定,工作性能趋于平稳,力学性能改善效果明显；锰渣掺量为20%时,改性ca砂浆密度为1838.0kg/m~3、膨胀率1.390%、含气量9.0%、流动度118.01s、抗压强度21.4mpa、劈裂抗拉强度3.42mpa,均符合《客运专线铁路crtsⅱ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》的要求。

为研究水泥乳化沥青砂浆(ca砂浆)在不同应变率下的本构关系,采用统计损伤力学的方法,建立了ca砂浆的应变率效应统计损伤本构模型,并探讨了ca砂浆的损伤特性随应变率的变化规律.结果表明:本构模型的拟合结果与试验结果的相关系数均在0.9781以上,且该模型能够有效体现ca砂浆的韧性随应变率增大向脆性的转化;应变率越大,ca砂浆峰值损伤率前的损伤率越小,峰值损伤率后的损伤率越大.

为了研究水对水泥乳化沥青砂浆(sl砂浆)静态力学性能的影响,采用阳离子型(a1)、复合离子型(a2)和阴离子型(a3)3种乳化沥青制备了沥青与水泥质量比(ma/mc)为0.3、0.5、0.7和0.9的sl砂浆圆柱体试件,将其真空吸水饱和后经低湿和恒湿两种干燥方法获得不同饱水度,再对不同饱水度的试件进行抗压试验。结果表明:sl砂浆的饱和体积吸水率均大于10%,且与ma/mc值和乳化沥青种类有关;其抗压强度和弹性模量随饱水度增加而显著降低,且抗压强度降低幅度较大,最大可达40%以上;ma/mc值越大,力学性能降低幅度也越大。3种乳化沥青制备的试件中,a1试件降低幅度最大,a3试件次之,a2试件最小。提高sl砂浆抗水性的关键是增强界面结合力和减小吸水率。

采用扫描电镜(sem)、电子探针(epma)和红外光谱(ir)等微观试验手段,研究提出了cam的微观结构特征。结果表明,硬化后的cam内部存在一定的空隙,浆体表面存在突起和自由沥青,沥青包裹的细砂、水泥水化产物c-s-h凝胶和未水化水泥颗粒组成空间网络结构;cam中结构致密处ca和si及其氧化物的重量比和原子比相对较高,水泥水化产物较多,结构疏松处则相反;cam中的水泥等无机材料不与乳化沥青破乳产生的沥青发生化学反应,没有新物质的生成。增加cam中c-s-h等凝胶体的数量,发挥破乳沥青的粘附性能是改善砂浆性能的关键。

水泥沥青砂浆是一种利用水泥吸水后水化加速乳化沥青破乳,由水泥水化物和沥青裹砂形成的立体网络。它以乳化沥青和水泥这两种性质差异很大的材料作为结合料,其刚度和强度比普通沥青混凝土高,但是比水泥混凝土低。其特点在于刚柔并济,以柔性为主,兼具刚性。

对高速铁路建设过程中使用的两种水泥乳化沥青砂浆的力学性能进行了研究。结果显示:crtsⅰ型水泥乳化沥青砂浆具有明显的黏弹特性、较低的弹性模量和较大的折压比,其可以通过弹性变形来实现应力缓冲;crtsⅱ型水泥乳化沥青砂浆具有较高的强度和弹性模量,以及较低的折压比,因其沥青含量较低,黏弹特性不明显,应力缓冲性能相对较差,结构完整性保持能力相对较低。

针对水泥和乳化沥青共存条件下，水泥乳化沥青砂浆（cam）微观结构的变化，采用扫描电镜（sem）、电子探针（epma）和红外光谱（ir）等微观试验手段，提出了cam的微观结构特征。结果表明，硬化后的cam内部存在一定的空隙，浆体表面存在突起和自由沥青，沥青包裹的细砂、水泥水化产物c-s－h凝胶和未水化水泥颗粒组成空间网络结构；cam中结构致密处ca和si及其氧化物的重量比和原子比相对较高，水泥水化产物较多，结构疏松处则相反；cam中的水泥等无机材料不与乳化沥青破乳产生的沥青发生化学反应，没有新物质的生成。增加cam中c-s－h等凝胶体的数量。发挥破乳沥青的粘附性能是改善砂浆性能的关键。

模拟现场施工条件,测定了不同温度下灌注袋中的中国铁路轨道系统ⅰ型水泥乳化沥青(cementandemulsifiedasphalt,ca)砂浆膨胀率随时间变化,并测定了浆体ph值随时间的变化。研究发现ca砂浆早期膨胀可分为4个阶段:混合后0～3h,砂浆收缩;3～6h,砂浆迅速膨胀;6～10h,砂浆再收缩;10h以后,砂浆体积较为稳定。温度越高,各阶段开始时间越早,持续时间也越短;20～35℃,浆体膨胀率随温度升高而增大,但温度为35～45℃时,砂浆膨胀率随温度升高反而减小,温度对浆体ph值随时间变化的影响也有类似规律。扫描电子显微镜和能谱仪结果表明:对于水化10d的水泥乳化沥青砂浆,20℃浆体中可看到大量与钙矾石有关的针状物,而55℃浆体中除沥青膜层外,水泥水化产物并不明显。高温下(>35℃)乳化沥青破乳,包裹铝粉与水泥颗粒,使铝粉发气反应受到抑制可能是导致膨胀率、ph值等变化异常的原因。

水泥乳化沥青砂浆基本配合比设计

客运专线铁路crtsⅱ型板式无砟轨道 水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件 二○○八年六月 i 前言 crtsⅱ型板式无砟轨道是通过水泥乳化沥青砂浆调整层将预制轨道板铺设在现场 摊铺的支承层或现场浇注的钢筋混凝土底座上，并适应zpw－2000轨道电路要求的纵 连板式无碴轨道结构型式。 为指导客运专线铁路crtsⅱ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的生产、施工和质 量检验，确保水泥乳化沥青砂浆施工质量，特制订本技术条件。 本技术条件依据crtsⅱ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆自主创新研究的最新成 果、我国前期工程实践经验以及国内外其它有关标准和规范编制而成。 本技术条件中附录a～附录k是规范性附录。 本技术条件负责起草单位：中国铁道科学研究院、中南大学、清华大学、中国石油 化工股份有限公司上海沥青分公司 本技术条件主要起草人：谢永江、郑新国、江成、曾志、翁智财、李海燕、 仲新华、

研究了不同配比水泥乳化沥青砂浆(cement-emulsifiedasphaltmortar,ca砂浆)的导电与流动特性,并研究了浆体密度差与电导率差的关系.研究表明:新拌ca砂浆电导率与其液相体积分数成线性关系,增稠剂因能增大溶液黏度、减小自由离子的迁移速率而使砂浆的电导率降低;新拌ca砂浆通过j型漏斗的流动时间与其液相体积分数、电导率成指数关系,可通过液相体积分数来设计ca砂浆的流动度,并可通过电导率的方法监测ca砂浆的流动度;通过液相体积分数,建立了上下层浆体密度差和电导率差的关系.

本文分析研究发现,对板腔充分润湿、灌注前核算灌注所需砂浆数量、灌注过程采用标准漏斗灌注,可确保水泥乳化沥青砂浆充填层的灌注质量。

研究了不同应变率下crtsⅰ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆单轴抗压特性.结果表明:在一定应变率范围内,crtsⅰ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆抗压强度、最大应力应变和弹性模量均与应变率变化有一定的关系;crtsⅰ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆力学性能的应变率敏感性大于同准静态条件的混凝土,且具有冲击韧性,其弹性模量的应变率敏感性有利于列车运行的稳定性.

研究目的:高速铁路建设中水泥乳化沥青砂浆被用作轨道板与混凝土底座板之间的弹性垫层,其性能对轨道结构的平顺性、耐久性、列车运行的舒适性与安全性均有重大影响,是高速铁路建设的关键工程结构之一。由于对其施工经验的缺乏,在实际施工过程中对工艺工法掌握不当以及各种外界环境条件的影响,使水泥乳化沥青砂浆垫层在凝结硬化过程中容易产生各种质量缺陷,从而破坏其对轨道板及底座板的粘接力,因此对其产生质量问题的原因进行分析和采用有效措施预防很有必要。研究结论:通过某高速铁路crtsii型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆垫层施工实例,对crtsii型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆垫层施工中常见的灌注后在板和砂浆的结合处出现微缝隙或在局部出现砂浆不饱满、分层现象;灌注后表面出现大量的微小气泡、较大的气泡、上下连通的气泡以及灌注后水泥乳化沥青砂浆垫层析出沥青颗粒的常见质量问题进行原因分析,总结提出从轨道板封边工艺、灌注工艺、搅拌工艺、原材控制等方面给出了具有很强操作性和针对性的预防措施,可使其施工质量得到较大程度的改善,给类似工程施工提供借鉴。

在沪宁城际铁路crtsⅰ型水泥乳化沥青砂浆工艺性试验过程中,首先对砂浆搅拌车计量系统进行校准,保证了砂浆配合比的准确性,然后对水泥乳化沥青砂浆的搅拌制备、性能测试、灌注、养护和揭板等过程进行试验研究。结果表明:自行研制的crtsⅰ型水泥乳化沥青砂浆施工性能、力学性能良好;垫层砂浆灌注饱满,表面平整,断面材料分布均匀、无分层离析以及起皮等,灌注效果良好,满足沪宁城际铁路水泥乳化沥青砂浆大规模施工的要求。砂浆的制备和施工工艺对后续施工质量控制有一定指导意义。

水泥乳化沥青砂浆灌注施工方 案 水泥乳化沥青砂浆灌注施工方案 编制： 复核： 审批： xx集团有限公司京沪高速铁路 土建工程x标段x工区 二○年月 水泥乳化沥青砂浆灌注施工方案 目录 一、编制依据.............................................1 二、工程概况.............................................1 三、人员及机具配备.......................................2 四、施工工艺.............................................3 1、水泥乳化沥青砂浆拌制工艺.........................3 2、水泥乳化沥青砂浆灌注施工工艺.....................

水泥乳化沥青砂浆对组成配比、计量精度、加料顺序、搅拌速度、搅拌时间、搅拌机内的干净程度、水质、温度等施工和环境因素很敏感。文章对水泥乳化沥青砂浆配合比设计的过程进行了分析。