CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆收缩性能的主要影响因素研究

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。

水泥乳化沥青砂浆

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.

流动度是水泥乳化沥青砂浆的重要性能指标,直接影响到crtsⅱ型板式无砟轨道的施工质量。本文研究了用水量、乳化沥青固含量、干粉颗粒级配、减水剂用量和温度对ca砂浆流动度的影响,结果表明:随用水量的减小、乳化沥青固含量的提高、温度的升高和干粉细度过细,ca砂浆的流动度增加;随减水剂用量增加,ca砂浆的流动度先降低后无明显变化。为制备流动度优异的ca砂浆提供了依据。

水泥乳化沥青砂浆灌注在crtsⅱ型板式无砟轨道结构的施工中有着举足轻重的作用,其灌注质量对高速铁路的平顺性与稳定性以及耐久性起着至关重要的作用。由于灌注质量受到水泥乳化沥青砂浆的性能、灌注速度、预湿状况、封边工艺以及环境温湿度等各种因素的影响,灌注质量往往难以得到保证。该文在总结京沪高铁线外水泥乳化沥青砂浆灌注揭板试验的基础上,探讨了高速铁路crtsⅱ型板灌注的关键工序,对常见的水泥乳化沥青砂浆灌注质量问题进行了分析,探索出确保水泥乳化沥青砂浆灌注质量的技术方法。

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。

以ca砂浆28d抗压强度为考察指标,研究了水泥、乳化沥青、砂、外加水对砂浆强度的影响。结果表明,影响ca砂浆强度的主次因素依次为水泥、乳化沥青和水的用量。文章介绍了制备满足强度要求的ca砂浆,其水泥、乳化沥青和砂用量的合适范围。

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。

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。

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。

基于crts(chinarailwaytracksystem)ⅰ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的施工特性和使用条件,砂浆需具有优良的施工性能、力学性能和耐久性能。通过分析砂浆5部分组成(水泥和细骨料、乳化沥青、聚合物乳液、铝粉和膨胀剂、消泡剂和引气剂)对其性能的影响。研究结果表明:乳化沥青和水灰比是主要影响因素。

1 轨道板灌浆作业指导书 1、适用范围 本作业指导书适用于桥梁和路基段，crtsⅱ轨道板铺设施工作业。 在轨道板和支撑层/底座板之间有一层平均3cm后的缝隙，要用ca 砂浆对此空隙进行逐块填充。 2、前提条件 沥青水泥砂浆灌浆前需先对轨道板进行空间位置检查确认，首先 检查轨道板的编号是否和底座板/支承层上标识的编号一致；然后检 查轨道板的接地端子是否在线路的外侧；最后对精调完成的轨道板进 行平顺性检查。检测采用普通量尺即可。如检测有偏差时，需先用特 殊的量尺进行检测，误差大于0.5mm时需重新调整轨道板。检查通 过的方可进行砂浆灌注施工。 在沥青水泥砂浆灌注之前需对轨道板与底座板之间预先浇 湿，以保证混凝土灌注质量。在气温较高或湿度较低时可提前半 天对轨道板进行预湿，预湿时可以用雾化旋转喷头通过观察孔对 灌板腔进行预湿，预湿时不得有明显积水。预湿完毕将灌浆孔用 土工布

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、

水泥乳化沥青砂浆试验检测要求

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。

水泥乳化沥青砂浆主要填充在crtsⅰ型混凝土轨道板和水硬性混凝土承载垫层之间,对无砟轨道道床起到一定的减振、消噪、调平等作用。通过试验,研究细骨料的级配、聚合物乳液的掺入量变化对水泥乳化沥青砂浆性能的影响,观察水泥乳化沥青砂浆性能的变化趋势,提出现场无砟轨道板水泥乳化沥青砂浆应用的最佳参数。

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.....................