專利名稱：高鐵板式無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砟軌道專用陽離子水泥乳化浙青 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重載化、客運高速化的趨勢發(fā)展，并逐步實現(xiàn)線路的無 縫化，全面提高了線路的平順性和整體強度，軌件的損耗和養(yǎng)護維修工作量進一步減少，列 車運行條件也進一步得到改善。高速的行車軌道對路基和道床提出了很高的要求，為保證 軌道的強穩(wěn)定性和高平順性，世界各國十分青睞板式無碴軌道。板式無碴軌道是六十年代 在日本新干線高速鐵路上發(fā)展起來的一種新型軌道結(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)。板式無渣軌道由于其工業(yè)化水平高、性能穩(wěn)定，施工方便，維護 機具簡單，因此在國內(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 運行質(zhì)量和列車運行的平穩(wěn)性和安全性。當(dāng)前，我國已進入了高速鐵路快速發(fā)展的時期，但 由于我國針對CA砂漿的研究起步較晚和國外對相關(guān)技術(shù)的壟斷封鎖，因此，我國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，我國雖然在秦沈客運專線和京津城際軌道交通工程中對國產(chǎn)的CA砂漿進 行了試應(yīng)用，但其應(yīng)用效果仍不夠理想。中國專利200610018437. 3公開了一種膨脹可控 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，但在實際使用過程發(fā)現(xiàn)其工作性 不是特別理想，經(jīng)常會出現(xiàn)離析泌水現(xiàn)象，同時受環(huán)境溫度的影響偏大，溫度低于10°C時， 1天強度不能滿足要求。中國專利200410023087. 0公開了一種鐵路或城市無砟軌道用水 泥浙青砂漿。但該材料在早期膨脹、一天強度和穩(wěn)定性方面還有待進一步提高。中國專利 200710049619. 1公開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，其硬化后的實際彈性模 量會較大。市場上較好的CA砂漿主要由日本和德國公司提供，但由于其價格昂貴、配制鋪 設(shè)時對環(huán)境和設(shè)備要求很高，加之我國地域跨度太大，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;
早強劑0· 02 0. 5份。
優(yōu)選以重量份計含有硅酸鹽水泥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 ；早強劑0. 15 0. 3份。
所述乳化浙青為固含量58 63%的陽離子乳化浙青；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；早強劑為可溶性硫酸Τττ . ο
本發(fā)明進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、早強劑。
所述的慢速攪拌是指攪拌機的速度為40 60rpm，所述的快速攪拌是指攪拌機的 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度大、和易性好、不分層不泌水，早期強度 高、膨脹顯著，后期無收縮的特征，同時在施工工藝上實現(xiàn)了化繁為簡，解決了傳統(tǒng)施工中， CA砂漿配制過程復(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，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，應(yīng)注意管擦汗軌道板有無拱起、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、細骨料及水泥等進行堵漏。
本發(fā)明的水泥乳化浙青砂漿全部采用國產(chǎn)原料進行生產(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)場施工時只需進行簡單拌合后即可灌注。
本發(fā)明方法科學(xué)可靠、產(chǎn)品配方簡單、配制工藝切實易行，產(chǎn)品實現(xiàn)了低溫條件下 早期強度和膨脹的協(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，在實際使用過程中只需在攪拌過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 服了國外CA砂漿施工工藝復(fù)雜、對環(huán)境和設(shè)備要求苛刻的缺點。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，同時對砂子的級配進行了認真考察， 所以很好地解決了漿體在施工時的泌水離析問題。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度和彈性模量發(fā) 展。同時本發(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，強度上升慢，早期膨脹不均勻的問題。
具體實施例方式
以下實施例將對本發(fā)明進行具體的描述，但不對本發(fā)明產(chǎn)生任何限制。在以下實 施例中，除非另有說明，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 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 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 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的速度為 40 60rpm，所述的快速攪拌是指攪拌機的速度為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，對水泥、砂石包裹性好，同時由于產(chǎn)品體系中加入了防凍組分，因此，產(chǎn)品對溫度的適應(yīng)范圍更廣，可以在5～35℃的范圍內(nèi)施工。本發(fā)明實現(xiàn)了工作性、強度、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砟軌道應(yīng)用要求。
文檔編號C04B14/06GK102030512SQ20091009297
公開日2011年4月27日 申請日期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 申請人:北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司