專利名稱：高鐵板式無(wú)砟軌道專用水泥乳化瀝青砂漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種高鐵板式無(wú)砟軌道專用陽(yáng)離子水泥乳化浙青 砂漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界鐵路正向著貨運(yùn)重載化、客運(yùn)高速化的趨勢(shì)發(fā)展，并逐步實(shí)現(xiàn)線路的無(wú) 縫化，全面提高了線路的平順性和整體強(qiáng)度，軌件的損耗和養(yǎng)護(hù)維修工作量進(jìn)一步減少，列 車運(yùn)行條件也進(jìn)一步得到改善。高速的行車軌道對(duì)路基和道床提出了很高的要求，為保證 軌道的強(qiáng)穩(wěn)定性和高平順性，世界各國(guó)十分青睞板式無(wú)碴軌道。板式無(wú)碴軌道是六十年代 在日本新干線高速鐵路上發(fā)展起來(lái)的一種新型軌道結(jié)構(gòu)。這種新型軌道結(jié)構(gòu)從根本上取消 了傳統(tǒng)軌道的軌枕和道床，改用預(yù)制的鋼筋混凝土板(稱軌道板)直接支承鋼軌，并在軌道 板與路基或橋隧建筑物基底上澆筑的混凝土基礎(chǔ)板之間填充水泥浙青砂漿墊層，成為一種 全面支承的板式軌道結(jié)構(gòu)。板式無(wú)渣軌道由于其工業(yè)化水平高、性能穩(wěn)定，施工方便，維護(hù) 機(jī)具簡(jiǎn)單，因此在國(guó)內(nèi)外高速鐵路的建設(shè)中應(yīng)用十分廣泛。水泥-乳化浙青砂漿(簡(jiǎn)稱CA 或CAM砂漿)是一層灌注在混凝土基床與軌道板之間的約50mm厚的墊層，可以起到支撐預(yù) 制的鋼筋混凝土軌道板和調(diào)平減振的作用，是提高高速列車運(yùn)行速度以及平穩(wěn)性和舒適性 的重要技術(shù)手段。
CA砂漿是高鐵板式無(wú)砟軌道的關(guān)鍵技術(shù)之一，其技術(shù)的成熟度決定著高速鐵路的 運(yùn)行質(zhì)量和列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性。當(dāng)前，我國(guó)已進(jìn)入了高速鐵路快速發(fā)展的時(shí)期，但 由于我國(guó)針對(duì)CA砂漿的研究起步較晚和國(guó)外對(duì)相關(guān)技術(shù)的壟斷封鎖，因此，我國(guó)CA砂漿的 研發(fā)應(yīng)用很難適應(yīng)高速鐵路快速發(fā)展的需求。
目前，我國(guó)雖然在秦沈客運(yùn)專線和京津城際軌道交通工程中對(duì)國(guó)產(chǎn)的CA砂漿進(jìn) 行了試應(yīng)用，但其應(yīng)用效果仍不夠理想。中國(guó)專利200610018437. 3公開(kāi)了一種膨脹可控 的CA砂漿材料的制備方法，該材料由水泥、乳化浙青、砂、鋼渣、膨脹劑、減水劑、鋁粉等組 成，該發(fā)明制備的CA砂漿雖然膨脹性能較好也較為穩(wěn)定，但在實(shí)際使用過(guò)程發(fā)現(xiàn)其工作性 不是特別理想，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)離析泌水現(xiàn)象，同時(shí)受環(huán)境溫度的影響偏大，溫度低于10°C時(shí)， 1天強(qiáng)度不能滿足要求。中國(guó)專利200410023087. 0公開(kāi)了一種鐵路或城市無(wú)砟軌道用水 泥浙青砂漿。但該材料在早期膨脹、一天強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面還有待進(jìn)一步提高。中國(guó)專利 200710049619. 1公開(kāi)了一種軌道用乳化浙青水泥砂漿及其制備方法，該發(fā)明雖然具有較好 的工作性，但乳液與水泥的比例小于暫行技術(shù)條件中的規(guī)定，因此，其硬化后的實(shí)際彈性模 量會(huì)較大。市場(chǎng)上較好的CA砂漿主要由日本和德國(guó)公司提供，但由于其價(jià)格昂貴、配制鋪 設(shè)時(shí)對(duì)環(huán)境和設(shè)備要求很高，加之我國(guó)地域跨度太大，氣候環(huán)境復(fù)雜多變，因此也限制了其 在我國(guó)的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服前述問(wèn)題。
本發(fā)明提供一種水泥乳化浙青砂漿，其中以重量份數(shù)計(jì)含有如下組分
硅酸鹽水泥100份；
硫鋁酸鹽水泥8 12份；
石英砂150 230份；
乳化浙青:120 170份;
聚合物乳液10 18份；
消泡劑:0.03 0. 15 份;
發(fā)泡劑0.005 0. 03 份。
所述水泥乳化浙青砂漿于以重量份計(jì)還含有
膨脹劑5 15份；
減水劑0·5 2. 0% ；
防凍劑0.5 2.0;
早強(qiáng)劑0· 02 0. 5份。
優(yōu)選以重量份計(jì)含有硅酸鹽水泥100份；硫鋁酸鹽水泥9 11份；30 120 目石英砂180 210份；乳化浙青140 160份；聚合物乳液12 15份；膨脹劑8 12份；發(fā)泡劑0. 008 0. 02份；消泡劑0. 07 0. 12份；減水劑0. 8 1. 5% ；防凍劑 0. 8 1. 6 ；早強(qiáng)劑0. 15 0. 3份。
所述乳化浙青為固含量58 63%的陽(yáng)離子乳化浙青；所述含聚合物乳液為氯丁 膠乳、純丙乳液或硅丙乳液，膨脹劑為鋁酸鈣一硫鋁酸鈣性低堿膨脹劑。
所述發(fā)泡劑為非溫感性發(fā)泡劑；消泡劑為磷酸三丁酯或磷酸二丁酯；減水劑為高 濃萘系減水劑或聚羧酸高效減水劑；防凍劑為亞硝酸鈉或亞硝酸鈣；早強(qiáng)劑為可溶性硫酸Τττ . ο
本發(fā)明進(jìn)一步提供所述的水泥乳化浙青砂漿制備方法，包括如下步驟
a.將乳化浙青、聚合物乳液混合均勻，作為液料。
b.將硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、石英砂、發(fā)泡劑混合均勻后作為粉料。
C.將液料投入攪拌機(jī)中，慢速攪拌，加入含消泡劑的水，繼續(xù)攪拌，緩慢加入粉料， 慢速攪拌，加含消泡劑的水，快速攪拌均勻得所需砂漿。
步驟c中前后兩次加入的含消泡劑的水的重量比為1 1. 5-2. 5.
液料中還添加有減水劑，粉料中還添加有膨脹劑、防凍劑、早強(qiáng)劑。
所述的慢速攪拌是指攪拌機(jī)的速度為40 60rpm，所述的快速攪拌是指攪拌機(jī)的 速度為100 120rpm。
本發(fā)明的特征還在于提供上述水泥乳化浙青砂漿在高鐵板式無(wú)砟軌道中的應(yīng)用。
本發(fā)明的水泥乳化浙青砂漿具有流動(dòng)度大、和易性好、不分層不泌水，早期強(qiáng)度 高、膨脹顯著，后期無(wú)收縮的特征，同時(shí)在施工工藝上實(shí)現(xiàn)了化繁為簡(jiǎn)，解決了傳統(tǒng)施工中， CA砂漿配制過(guò)程復(fù)雜的缺陷。
本發(fā)明的水泥乳化浙青砂漿可以在5°C 35°C范圍內(nèi)施工，施工時(shí)，砂漿的溫度 應(yīng)處于5°C 40°C。
本發(fā)明的水泥乳化浙青砂漿在施工時(shí)，應(yīng)注意管擦汗軌道板有無(wú)拱起、上浮現(xiàn)象， 如發(fā)生灌注袋破損水泥乳化浙青砂漿溢出情況，應(yīng)采用夾具或廢棉紗、細(xì)骨料及水泥等進(jìn)行堵漏。
本發(fā)明的水泥乳化浙青砂漿全部采用國(guó)產(chǎn)原料進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)后，包裝為液料組 分、粉料組分和消泡劑組分。在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)只需進(jìn)行簡(jiǎn)單拌合后即可灌注。
本發(fā)明方法科學(xué)可靠、產(chǎn)品配方簡(jiǎn)單、配制工藝切實(shí)易行，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了低溫條件下 早期強(qiáng)度和膨脹的協(xié)調(diào)發(fā)展。
與同類CA砂漿相比，本發(fā)明所制得的水泥乳化浙青砂漿由于采用了乳劑、粉劑以 及摻有消泡劑的水三組分配方，在實(shí)際使用過(guò)程中只需在攪拌過(guò)程中加入乳劑和部分的水 組分，然后加入粉劑，攪拌均勻后，再加入剩余的水組分，用于消去漿體表面的氣泡，因此克 服了國(guó)外CA砂漿施工工藝復(fù)雜、對(duì)環(huán)境和設(shè)備要求苛刻的缺點(diǎn)。與CN200610018437. 3所 提供技術(shù)方案相比，本發(fā)明中加入了特定的保水組分，同時(shí)對(duì)砂子的級(jí)配進(jìn)行了認(rèn)真考察， 所以很好地解決了漿體在施工時(shí)的泌水離析問(wèn)題。由于采用了非溫感性發(fā)泡劑，克服了鋁 粉發(fā)泡不穩(wěn)，早期膨脹和穩(wěn)定性不好的問(wèn)題。與CN200710049619. 1所提供技術(shù)方案相比， 本發(fā)明加入了硫鋁酸鹽水泥和特定的聚合物乳液，很好地控制了后期的強(qiáng)度和彈性模量發(fā) 展。同時(shí)本發(fā)明采用添加防凍劑和選用非溫感性發(fā)泡劑，從而在很大程度上改善了 CA砂漿 在寒冷條件下，強(qiáng)度上升慢，早期膨脹不均勻的問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，但不對(duì)本發(fā)明產(chǎn)生任何限制。在以下實(shí) 施例中，除非另有說(shuō)明，所有的份數(shù)均為重量分?jǐn)?shù)，百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
實(shí)施例1
一種高鐵專用水泥乳化浙青砂漿墊層材料，它是由42. 5硅酸鹽水泥(大連小野田 水泥公司出品，下同)、硫鋁酸鹽水泥、石英砂、陽(yáng)離子乳化浙青、聚合物乳液、消泡劑、發(fā)泡 劑等作為原材料混合攪拌而成，其中各原材料所占重量份為42. 5硅酸鹽水泥100份；硫 鋁酸鹽水泥10份；30 120目石英砂180份；乳化浙青140份；硅丙乳液15份；磷酸三 丁酯0. 07份；發(fā)泡劑0. 01份。
實(shí)施例2
一種高鐵專用水泥乳化浙青砂漿墊層材料，它是由42. 5硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水 泥、石英砂、陽(yáng)離子乳化浙青、聚合物乳液、消泡劑、發(fā)泡劑等作為原材料混合攪拌而成，其 中各原材料所占重量份為42. 5硅酸鹽水泥100份；硫鋁酸鹽水泥12份；30 120目石 英砂210份；乳化浙青160份；硅丙乳液10份；磷酸三丁酯0. 1份；發(fā)泡劑0. 015份。
實(shí)施例3
一種高鐵專用水泥乳化浙青砂漿墊層材料，它是由42. 5硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水 泥、石英砂、陽(yáng)離子乳化浙青、聚合物乳液、膨脹劑、發(fā)泡劑、消泡劑、減水劑、防凍劑和早強(qiáng) 劑等作為原材料混合攪拌而成，其中各原材料所占重量份為42. 5硅酸鹽水泥100份；硫 鋁酸鹽水泥8份；30 120目石英砂180份；乳化浙青130份；氯丁膠乳10份；膨脹劑 7份；發(fā)泡劑0. 008份；磷酸三丁酯0. 03份；聚羧酸高效減水劑0. 6份；亞硝酸鈉1.0； 硫酸鈉ο. 1份。
實(shí)施例4
一種高鐵專用水泥乳化浙青砂漿墊層材料，它是由42. 5硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、石英砂、陽(yáng)離子乳化浙青、聚合物乳液、膨脹劑、發(fā)泡劑、消泡劑、減水劑、防凍劑和早強(qiáng) 劑等作為原材料混合攪拌而成，其中各原材料所占重量份為42. 5硅酸鹽水泥100份；硫 鋁酸鹽水泥12份；30 120目石英砂200份；乳化浙青150份；氯丁膠乳15份；膨脹 劑12份；發(fā)泡劑0. 01份；磷酸三丁酯0. 1份；聚羧酸減水劑1. 0份；亞硝酸鈉0. 8 ；硫 酸鈉0. 3份。
實(shí)施例5
一種高鐵專用水泥乳化浙青砂漿墊層材料，它是由42. 5是由硅酸鹽水泥、硫鋁 酸鹽水泥、石英砂、陽(yáng)離子乳化浙青、聚合物乳液、膨脹劑、發(fā)泡劑、消泡劑、減水劑、防凍劑 和早強(qiáng)劑等作為原材料混合攪拌而成，其中各原材料所占重量份為42. 5硅酸鹽水泥100 份；硫鋁酸鹽水泥10份；30 120目石英砂220份；乳化浙青170份；聚合物乳液13 份；膨脹劑6份；發(fā)泡劑0. 014份；磷酸三丁酯0. 12份；高濃萘系減水劑減水劑2. 0份； 亞硝酸鈉0. 9份；硫酸鈉0. 5份。
實(shí)施例6
一種高鐵專用水泥乳化浙青砂漿墊層材料，它是由42. 5是由硅酸鹽水泥、硫鋁 酸鹽水泥、石英砂、陽(yáng)離子乳化浙青、聚合物乳液、膨脹劑、發(fā)泡劑、消泡劑、減水劑、防凍劑 和早強(qiáng)劑等作為原材料混合攪拌而成，其中各原材料所占重量份為42. 5硅酸鹽水泥100 份；硫鋁酸鹽水泥11份；30 120目石英砂200份；乳化浙青140份；聚合物乳液10 份；膨脹劑12份；發(fā)泡劑0. 01份；磷酸三丁酯0. 08份；高濃萘系減水劑減水劑1. 8份； 亞硝酸鈉1. 2份；硫酸鈉0. 8份。
實(shí)施例7
一種高鐵專用水泥乳化浙青砂漿墊層材料，它是由42. 5硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水 泥、石英砂、陽(yáng)離子乳化浙青、聚合物乳液、膨脹劑、發(fā)泡劑、消泡劑、減水劑、防凍劑和早強(qiáng) 劑等作為原材料混合攪拌而成，其中各原材料所占重量份為42. 5硅酸鹽水泥100份；硫 鋁酸鹽水泥12份；30 120目石英砂210份；乳化浙青150份；硅丙乳液12份；膨脹 劑13份；發(fā)泡劑0. 01份；磷酸二丁酯0. 13份；聚羧酸減水劑1. 3份；亞硝酸鈣0. 7 ； 硫酸鉀0. 25份。
權(quán)利要求
1.一種水泥乳化浙青砂漿，其中以重量份數(shù)計(jì)含有如下組分 硅酸鹽水泥100份；硫鋁酸鹽水泥8 12份； 石英砂150 230份； 乳化浙青:120 170份; 聚合物乳液10 18份； 消泡劑0. 03 0. 15份； 發(fā)泡劑0. 005 0. 03份。
2.如權(quán)利要求1所述水泥乳化浙青砂漿，其特征在于以重量份計(jì)還含有 膨脹劑5 15份；減水劑0. 5 2. 0% ； 防凍劑0. 5 2. 0 ； 早強(qiáng)劑0. 02 0.5份。
3.如權(quán)利要求2所述水泥乳化浙青砂漿，其特征在于以重量份計(jì)含有硅酸鹽水泥 100份；硫鋁酸鹽水泥9 11份；30 120目石英砂180 210份；乳化浙青140 160 份；聚合物乳液12 15份；膨脹劑8 12份；發(fā)泡劑0. 008 0. 02份；消泡劑0. 07 0. 12份；減水劑0. 8 1. 5% ；防凍劑0. 8 1. 6 ；早強(qiáng)劑0. 15 0. 3份。
4.如權(quán)利1或2所述水泥乳化浙青砂漿，其特征在于，乳化浙青為固含量58 63%的 陽(yáng)離子乳化浙青；所含聚合物乳液為氯丁膠乳、純丙乳液或硅丙乳液，膨脹劑為鋁酸鈣-硫 鋁酸鈣性低堿膨脹劑。
5.如權(quán)利2所述水泥乳化浙青砂漿，其特征在于發(fā)泡劑為非溫感性發(fā)泡劑；消泡劑為 磷酸三丁酯或磷酸二丁酯；減水劑為高濃萘系減水劑或聚羧酸高效減水劑；防凍劑為亞硝 酸鈉或亞硝酸鈣；早強(qiáng)劑為可溶性硫酸鹽。
6.如權(quán)利要求1所述的水泥乳化浙青砂漿制備方法，包括如下步驟a.將乳化浙青、聚合物乳液混合均勻，作為液料；b.將硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、石英砂、發(fā)泡劑混合均勻后作為粉料；c.將液料投入攪拌機(jī)中，慢速攪拌，加入含消泡劑的水，繼續(xù)攪拌，緩慢加入粉料，慢速 攪拌，加含消泡劑的水，快速攪拌均勻得所需砂漿。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于步驟c中前后兩次加入的含消泡劑的 水的重量比為1 1.5-2.5。
8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于液料中還添加有減水劑，粉料中還添加 有膨脹劑、防凍劑、早強(qiáng)劑。
9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于所述的慢速攪拌是指攪拌機(jī)的速度為 40 60rpm，所述的快速攪拌是指攪拌機(jī)的速度為100 120rpm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水泥乳化瀝青砂漿，其中以重量份數(shù)計(jì)含有如下組分硅酸鹽水泥100份、硫鋁酸鹽水泥8～12份、石英砂150～230份、乳化瀝青120～170份、聚合物乳液10～18份、消泡劑0.03～0.15份、發(fā)泡劑0.005～0.03份。本發(fā)明產(chǎn)品和易性好、不分層、不泌水，對(duì)水泥、砂石包裹性好，同時(shí)由于產(chǎn)品體系中加入了防凍組分，因此，產(chǎn)品對(duì)溫度的適應(yīng)范圍更廣，可以在5～35℃的范圍內(nèi)施工。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了工作性、強(qiáng)度、彈性模量、膨脹率的協(xié)調(diào)發(fā)展，且產(chǎn)品的抗凍性和耐久性優(yōu)越。完全可以滿足高鐵板式無(wú)砟軌道應(yīng)用要求。
文檔編號(hào)C04B14/06GK102030512SQ20091009297
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者熊衛(wèi)鋒 申請(qǐng)人:北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司