一種確定crtsⅰ型ca砂漿瀝青膜厚度的試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種確定CRTSⅠ型CA砂漿瀝青膜厚度的試驗(yàn)方法，采用試驗(yàn)結(jié)合理論計(jì)算的方法確定CRTSⅠ型CA砂漿的瀝青膜厚度。CA砂漿固化體從體積組成上包括瀝青、水泥水化顆粒、砂及孔隙的體積。依據(jù)CA砂漿固化體的體積組成關(guān)系，要確定瀝青膜的厚度，需要首先確定CA砂漿固化體中水泥水化產(chǎn)物顆粒的平均粒徑、砂的平均粒徑及孔隙的大小(平均粒徑)和孔隙率。本發(fā)明在計(jì)算瀝青膜厚度時(shí)充分考慮了CA砂漿固化體的體積組成關(guān)系：通過(guò)篩分試驗(yàn)得到砂的粒徑組成；通過(guò)激光粒度分析試驗(yàn)得到了水泥水化產(chǎn)物的粒徑組成；通過(guò)壓汞試驗(yàn)得到CA砂漿固化體中的孔隙組成。在此基礎(chǔ)上采用本方法可以準(zhǔn)確的計(jì)算出CA砂漿中瀝青膜厚度。
【專利說(shuō)明】—種確定CRTS I型CA砂漿瀝青膜厚度的試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速鐵路CRTS I型無(wú)砟軌道墊層水泥浙青砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥浙青砂衆(zhòng)(cement asphalt mortar簡(jiǎn)稱CA砂衆(zhòng))是由水泥、浙青乳液、砂及多種外加劑膠結(jié)固化形成的新型有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料，在高速鐵路無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)中，起到支撐、調(diào)節(jié)和減振三方面的重要作用。高速鐵路無(wú)碴軌道如圖1所示。 [0003]我國(guó)使用的CRTS型無(wú)砟軌道主要分為CRTSI型與CRTSII型兩種類(lèi)型，現(xiàn)階段的研究成果表明CRTSI型無(wú)砟軌道用CA砂漿(浙青水泥質(zhì)量比Α/C介于1.4至1.6)其細(xì)觀結(jié)構(gòu)與浙青混合料類(lèi)似，即為無(wú)機(jī)顆粒(水泥水化產(chǎn)物與石英砂)分散于浙青中。對(duì)于此類(lèi)浙青基材料而言，無(wú)機(jī)顆粒間浙青膜層的厚度在很大程度上決定了材料本身的抗壓強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)特性。同時(shí)由于浙青為憎水材料，浙青膜的厚度很大程度上決定了 CA砂漿抵抗水滲透的能力，而水對(duì)材料的滲透又是凍融破壞、鹽溶液侵蝕等材料耐久性問(wèn)題出現(xiàn)的根本原因，因此浙青膜的厚度同時(shí)也與CA砂漿的耐久性有很大的相關(guān)性。在現(xiàn)階段的工程實(shí)踐及科研中沒(méi)有相關(guān)的試驗(yàn)可以直接測(cè)得CRTSI型CA砂漿的浙青膜厚度，而由于水泥顆粒經(jīng)過(guò)水化作用后會(huì)使得其粒徑變大，因此也不能直接從理論計(jì)算角度計(jì)算CA砂漿固化體系的浙青膜厚度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種CRTS I型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，采用試驗(yàn)結(jié)合理論計(jì)算的方法確定了浙青膜厚度這一重要的CA砂漿細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種CRTS I型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，采用試驗(yàn)結(jié)合理論計(jì)算的方法確定CRTS I型CA砂漿的浙青膜厚度。CA砂漿固化體從體積組面上包括浙青、水泥水化顆粒、砂及孔隙的體積，其體積組成如圖2所示。依據(jù)CA砂漿固化體的體積組成關(guān)系，要確定浙青膜的厚度，需要首先確定CA砂漿固化體中水泥水化產(chǎn)物顆粒的平均粒徑、砂的平均粒徑及孔隙的大小(平均粒徑)和孔隙率。CA砂漿中浙青膜厚度確定的具體步驟如下:
[0007]一、砂平均粒徑
[0008]取500g工程中使用的砂，采用標(biāo)準(zhǔn)篩分試驗(yàn)確定砂級(jí)配。由于工程用CA砂漿中砂的主要級(jí)配范圍為0.6mm以下，因此僅考慮三檔粒徑對(duì)砂粒徑的影響，分別為0-0.15mm,
0.15-0.3mm, 0.3tm-0.6mm。通過(guò)篩分試驗(yàn)得到以上三檔粒徑的含量分別為Hi1, m2, m3。計(jì)算
砂的平均粒徑4 (cm):
[0009]ds = (0.01125/?/, + 0.0225/h, + 0.045/";)/500。
[0010]公式中，mr0.15mm以下砂的質(zhì)量(g) ；m2 _ &15-0.3mm范圍內(nèi)砂的質(zhì)量(g);m3一0.3-0.6mm范圍內(nèi)砂的質(zhì)量(g)。
[0011]二、水泥水化產(chǎn)物的質(zhì)量及顆粒平均粒徑
[0012]采用CA砂漿施工用配合比澆筑CA膠漿(不含砂)7.07cm X 7.07cm X 7.07cm試件，在20°C、60%相對(duì)濕度條件下養(yǎng)生56天后從試件中間處截?cái)嘣嚰?，在截面處?0g膠漿樣本并稱量質(zhì)量ma。將樣本浸泡于三氯乙烯溶液中，浸泡15分鐘后使用過(guò)濾裝置過(guò)濾。浸泡和過(guò)濾過(guò)程重復(fù)至過(guò)濾后的顆粒表面無(wú)黑色液體殘留，此時(shí)風(fēng)干水泥水化產(chǎn)物顆粒試樣并稱量質(zhì)量m。。以無(wú)水乙醇為分散介質(zhì)，將所得到的水泥水化產(chǎn)物顆粒進(jìn)行激光粒度分析試驗(yàn)，得到水泥水化產(chǎn)物顆粒的粒徑分布。
[0013]計(jì)算水泥水化產(chǎn)物與浙青質(zhì)量比μ:
【權(quán)利要求】
1.一種確定CRTS I型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，其特征在于所述方法采用試驗(yàn)結(jié)合理論計(jì)算的方法確定CRTS I型CA砂漿的浙青膜厚度，具體步驟如下: 一、砂平均粒徑 取500g工程中使用的砂，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)篩分試驗(yàn)得到0-0.15mm、0.15-0.3mm、0.3mm-0.6mm三檔粒徑的含量，計(jì)算砂的平均粒徑< (cm)； 二、水泥水化產(chǎn)物的質(zhì)量及顆粒平均粒徑 采用CA砂漿施工用配合比澆筑不含砂的CA膠漿7.07cmX7.07cmX7.07cm試件，在20°C、60%相對(duì)濕度條件下養(yǎng)生56天后從試件中間處截?cái)嘣嚰?，在截面處?0g膠漿樣本并稱量質(zhì)量叫；將樣本浸泡于三氯乙烯溶液中，浸泡15分鐘后使用過(guò)濾裝置過(guò)濾，浸泡和過(guò)濾過(guò)程重復(fù)至過(guò)濾后的顆粒表面無(wú)黑色液體殘留，此時(shí)風(fēng)干水泥水化產(chǎn)物顆粒試樣并稱量質(zhì)量me ;以無(wú)水乙醇為分散介質(zhì)，將所得到的水泥水化產(chǎn)物顆粒進(jìn)行激光粒度分析試驗(yàn)，得到水泥水化產(chǎn)物顆粒的粒徑分布； 三、孔隙率及孔隙平均粒徑 采用CA砂漿施工用配合比澆筑CA砂漿7.07cmX 7.07cmX 7.07cm試件，在20°C、60%相對(duì)濕度條件下養(yǎng)生56天后從試件中間處截?cái)嘣嚰?，在截面處?0g膠漿樣本；在室溫20°C以下時(shí)對(duì)樣本采用MIP壓汞試驗(yàn)測(cè)試1000Onm以上孔隙的孔隙平均粒徑及孔隙率； 四、砂、水泥水化產(chǎn)物顆粒及孔隙比表面積 將CA砂漿中的砂、水泥水化產(chǎn)物及孔隙均看作球體，分別計(jì)算砂、水泥水化產(chǎn)物和孔隙的比表面積； 五、CA砂漿表觀密度 取養(yǎng)生56d的7.07cm X 7.07cm X 7.07cm立方體CA砂漿試件稱量其質(zhì)量mQ (g)，然后將試件完全浸入水中，稱其水中的質(zhì)量Hi1 (g)，計(jì)算CA砂漿的表觀密度P a，此試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值為有效表觀密度； 六、計(jì)算浙青膜厚度:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，其特征在于所述砂的平均粒徑^的計(jì)算公式如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，其特征在于孔隙率α的計(jì)算公式如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，其特征在于所述孔隙平均粒徑&的計(jì)算公式如下:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，其特征在于所述砂、水泥水化產(chǎn)物和孔隙的比表面積的計(jì)算公式如下:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，其特征在于所述CA砂漿表觀密度P a的計(jì)算公式如下:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，其特征在于所述CA砂漿固化體單位體積內(nèi)水泥水化產(chǎn)物的質(zhì)量MJg)的計(jì)算公式如下:.//(1-ω)α
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，其特征在于所述CA砂楽;固化體單位體積內(nèi)浙青的質(zhì)量Ma(g)的計(jì)算公式如下:
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，其特征在于所述CA砂漿固化體單位體積內(nèi)砂的質(zhì)量Ms (g)
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗(yàn)方法，其特征在于所述水泥水化產(chǎn)物與浙青質(zhì)量比μ的計(jì)算公式如下:
【文檔編號(hào)】G01B21/08GK103940396SQ201410152982
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】李云良, 王山山, 趙九野, 歐陽(yáng)劍, 紀(jì)倫, 譚憶秋 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)