專利名稱：無砟軌道維修用復合水泥基快凝干料和砂漿及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種板式無砟軌道維修專用材料及其制作方法，特別涉及一種板式無砟軌道維修專用復合水泥基快凝干料和砂漿及其制作方法。
背景技術：
目前，我國的高速鐵路主要是采用無砟軌道，無砟軌道在應用過程中有其自身的特點，其中不同于傳統(tǒng)有砟軌道的柔性結構，無砟軌道床是鋼筋混凝土結構，即板式無砟軌道是剛性結構，比較容易受到因自然環(huán)境變化而產生的影響，例如地殼運動和地下水運動導致的地基不均勻沉降，同時伴隨軌道的使用也會產生軌道結構內部應力破壞，從而使得軌道基產生破裂等不安全因素。因此，及時針對上述損壞進行快速維修是必不可少的，業(yè)內通常采用的方法是向損毀部位灌注CA砂漿，從而達到修補裂缺的目的，然而高速軌道維修必須滿足快速維修，修后耐用等要求，普通CA砂漿難以達到預設的指標，例如申請?zhí)柺?2139237. 4的專利文件公開的CA砂漿，實際應用發(fā)現(xiàn)這種材料流動性不好，耐久性欠佳，沙層容易發(fā)生脫離而且凝結后材料整體收縮較大，局部出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象，這些都不能較好滿足高速軌道維修提出的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明公開了一種新的無砟軌道維修用復合水泥基快凝干料和砂漿及其制作方法，這種材料解決了普通CA砂漿流動性不好，凝結時間間隔長，強度不達標和易脫層易收縮裂縫的問題。本發(fā)明板式無砟軌道維修用復合水泥基快凝干料由質量比是25% 45%復合水泥、7. 8% 15%復合礦物摻合料、O. 05% O. 1%緩凝劑、O. 05% O. 11%消泡劑、0% O. 01%保水劑、O. 26% 1%增稠劑、O. 1% O. 16%減水劑、O. 05% O. 1%纖維和46% 62. 5%石英
砂組成。復合水泥由質量比是10% 20%硅酸鹽水泥和80% 90%硫鋁酸鹽水泥組成，復合礦物摻合料由質量比是20% 60%硅灰和40% 80%礦粉組成，緩凝劑是硼酸或酒石酸，消泡劑是聚醚改性硅消泡劑或聚二甲基硅氧烷，保水劑是羥丙基甲基纖維素醚或甲基纖維素醚，增稠劑是可再分散乳膠粉，減水劑是聚羧酸鹽高效減水劑，纖維是聚丙烯腈纖維或聚丙烯纖維。本發(fā)明還包括一種使用上述干料制備成的板式無砟軌道維修用復合水泥基快凝砂漿，它是由質量比是83% 86%上述干料和14% 17%水混合制備得到的復合礦混合物，這種復合礦混合物包括鋁酸四鈣膠凝體系和硅酸三鈣膠凝體系的復合礦物結構。為了制作上述復合水泥基快凝砂漿，本發(fā)明公開了一種工藝，包括步驟(1)將制備原料石英砂用清水洗凈，備用；(2)將洗凈的石英砂、復合水泥、復合礦物摻合料、緩凝劑、消泡劑、保水劑、增稠劑、減水劑、纖維按各自的質量配比加入攪拌機混合攪拌制得干料；(3)將制得的干料與水按各自的質量配比加入攪拌機混合攪拌制得復合水泥基快凝砂漿。
本發(fā)明的復合水泥基快凝砂漿具有以下特點(I)自流平性，初始流動度彡340mm, 30min流動度彡310mm以上,可以實現(xiàn)重力壓衆(zhòng),而不需要壓衆(zhòng)機；(2)初終凝結時間間隔短，初凝時間> 40min，終凝時間< 90min ； (3)早期強度發(fā)展快，后期強度不降低，確保施工工程質量，2. 5h抗壓強度> 5MPa，4h抗壓強度> lOMPa，28d抗壓強度> 40MPa ；4h抗折強度> 2MPa，28d抗折強度> SMPa ； (4)該砂漿不泌水，不沉降，微膨脹，抗凍性能好，無明顯收縮現(xiàn)象。本方案的復合水泥基快凝砂漿基于以上特點相比現(xiàn)有的CA砂漿具有突出的實質性特點和顯著的進步。
具體實施例方式為了進一步陳述本方案的各項特性，以下結合具體實施例對本發(fā)明作詳細說明。本發(fā)明板式無砟軌道維修用復合水泥基快凝干料由質量比是25% 45%復合水泥、7. 8% 15%復合礦物摻合料、O. 05% O. 1%緩凝劑、O. 05% O. 11%消泡劑、0% O. 01%保水劑、O. 26% 1%增稠劑、O. 1% O. 16%減水劑、O. 05% O. 1%纖維和46% 62. 5%石英砂組成。復合水泥由質量比是10% 20%硅酸鹽水泥和80% 90%硫鋁酸鹽水泥組成，硅酸鹽水泥優(yōu)選是52. 5R硅酸鹽水泥，復合礦物摻合料由質量比是20% 60%硅灰和40% 80%礦粉組成，而且，復合礦物摻合料的細度在100目以上或比表面積大于4000cm2/g，緩凝劑是硼酸或酒石酸，消泡劑是聚醚改性硅消泡劑或聚二甲基硅氧烷，保水劑是羥丙基甲基纖維素醚或甲基纖維素醚，增稠劑是可再分散乳膠粉，減水劑是聚羧酸鹽高效減水劑，纖維是聚丙烯腈纖維或聚丙烯纖維，石英砂的粒徑優(yōu)選是O. Imm 2. 36mm。本發(fā)明還包括一種使用上述干料制備成的板式無砟軌道維修用復合水泥基快凝砂漿，它是由質量比是83% 86%上述干料和14% 17%水混合制備得到的復合礦混合物，這種復合礦混合物包括鋁酸四鈣膠凝體系和硅酸三鈣膠凝體系的復合礦物結構。為了制作上述復合水泥基快凝砂漿，本發(fā)明公開了一種工藝，包括步驟(1)將制備原料石英砂用清水洗凈，備用；(2)將洗凈的石英砂、復合水泥、復合礦物摻合料、緩凝劑、消泡劑、保水劑、增稠劑、減水劑、纖維按各自的質量配比加入攪拌機混合攪拌制得干料；(3)將制得的干料與水按各自的質量配比加入攪拌機混合攪拌制得復合水泥基快凝砂漿。為了保證各種配料充分混合同時節(jié)約制作砂漿的時間，本方案步驟(2)中的攪拌時間優(yōu)選是5 10分鐘，步驟(3)中的攪拌時間優(yōu)選是4 6分鐘。本方案可以采取事先制造復合水泥基快凝干料，將制備好的干料裝袋備用，在應急修理的情況下只需按照干料和水的比例混合攪拌即可。本方案利用硫鋁酸鹽水泥和硅酸鹽水泥這種混合水泥水化時產生急凝現(xiàn)象，同時配料中的緩凝劑能夠有效隔離水化順序和控制水化時間，從而生成了新的鋁酸四鈣膠凝體系和硅酸三鈣膠凝體系的復合礦物結構，新材料在耐硫酸鹽侵蝕、耐磨蝕、自收縮、抗裂、抗彎折、抗碳化、抗凍性、抗?jié)B性、水溶蝕等諸多方面都表現(xiàn)出比現(xiàn)有CA砂漿更優(yōu)異的性能。本方案復合水泥基快凝砂漿具有以下特點(I)自流平性，初始流動度彡340mm, 30min流動度彡310mm以上,可以實現(xiàn)重力壓衆(zhòng),而不需要壓漿機或灌漿機，具體是直接將攪拌機提升一定高度，通過砂漿自身重力灌注；(2)初終凝結時間間隔短，初凝時間> 40min，終凝時間< 90min ;(3)早期強度發(fā)展快，后期強度不降低，確保施工工程質量，2. 5h抗壓強度> 5MPa，4h抗壓強度> lOMPa，28d抗壓強度彡40MPa ;4h抗折強度彡2MPa，28d抗折強度彡8MPa ； (4)該砂漿不泌水，不沉降，微膨脹，抗凍性能好，無明顯收縮現(xiàn)象。本方案的復合水泥基快凝砂漿基于以上特點相比現(xiàn)有的CA砂漿具有突出的實質性特點和顯著的進步。實施例一一種復合水泥基快凝砂漿，是由質量比是86%所述干料和14%水混合制備得到，所述干料是由質量比是4. 5%硅酸鹽水泥、25. 5%硫鋁酸鹽水泥、7%硅灰、8%礦粉、O. 08%緩凝劑、O. 1%消泡劑、O. 005%保水劑、O. 52%增稠劑、O. 155%減水劑、O. 05%纖維和54. 09%石英砂混合制備得到。實施例二一種復合水泥基快凝砂漿，是由質量比是85%所述干料和15%水混合制備得到，所述干料是由質量比是6%硅酸鹽水泥、34%硫鋁酸鹽水泥、5. 2%硅灰、7. 8%礦粉、O. 078%緩凝劑、O. 104%消泡劑、O. 01%保水劑、O. 52%增稠劑、O. 156%減水劑、O. 052%纖維和46. 08%石英砂混合制備得到。實施例三一種復合水泥基快凝砂漿，是由質量比是83%所述干料和17%水混合制備得到，所述干料是由質量比是6. 75%硅酸鹽水泥、38. 25%硫鋁酸鹽水泥、4%硅灰、4%礦粉、O. 08%緩凝劑、O. 106%消泡劑、O. 005%保水劑、O. 53%增稠劑、O. 159%減水劑、O. 08%纖維和46. 04%石英砂混合制備得到。上述實施例的復合水泥基快凝砂漿各項指標性能如下表所示
權利要求
1.一種板式無砟軌道維修用復合水泥基快凝干料，由質量比是25% 45%復合水泥、7.8% 15%復合礦物摻合料、O. 05% O. I %緩凝劑、O. 05% O. 11%消泡劑、0% O. 01%保水劑、O. 26% I %增稠劑、O. I % O. 16%減水劑、O. 05% O. I %纖維和46% 62. 5%石英砂組成，所述復合水泥由質量比是10% 20%硅酸鹽水泥和80% 90%硫鋁酸鹽水泥組成，所述復合礦物摻合料由質量比是20% 60%硅灰和40% 80%礦粉組成，所述緩凝劑是硼酸或酒石酸，所述消泡劑是聚醚改性硅消泡劑或聚二甲基硅氧烷，所述保水劑是羥丙基甲基纖維素醚或甲基纖維素醚，所述增稠劑是可再分散乳膠粉，所述減水劑是聚羧酸鹽高效減水劑，所述纖維是聚丙烯腈纖維或聚丙烯纖維。
2.根據(jù)權利要求I所述的復合水泥基快凝干料，其特征在于，所述復合礦物摻合料的細度在100目以上或比表面積大于4000cm2/g。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的復合水泥基快凝干料，其特征在于，所述石英砂的粒徑是O.Imm 2. 36mm0
4.一種使用權利要求I所述干料制備成的板式無砟軌道維修用復合水泥基快凝砂漿，所述復合水泥基快凝砂漿是由質量比是83% 86%所述干料和14% 17%水混合制備得到的復合礦混合物，所述復合礦混合物包括鋁酸四鈣膠凝體系和硅酸三鈣膠凝體系的復合礦物結構。
5.根據(jù)權利要求4所述的復合水泥基快凝砂漿，其特征在于，所述硅酸鹽水泥是52.5R硅酸鹽水泥。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的復合水泥基快凝砂漿，其特征在于，所述復合水泥基快凝砂衆(zhòng)是由質量比是86%所述干料和14%水混合制備得到,所述干料是由質量比是4. 5%娃酸鹽水泥、25. 5%硫鋁酸鹽水泥、7%硅灰、8%礦粉、O. 08%緩凝劑、O. 1%消泡劑、O. 005%保水劑、O.52%增稠劑、O. 155%減水劑、O. 05%纖維和54. 09%石英砂混合制備得到。
7.根據(jù)權利要求4或5所述的復合水泥基快凝砂漿，其特征在于，所述復合水泥基快凝砂衆(zhòng)是由質量比是85%所述干料和15%水混合制備得到,所述干料是由質量比是6%娃酸鹽水泥、34%硫鋁酸鹽水泥、5. 2%硅灰、7. 8%礦粉、O. 078%緩凝劑、O. 104%消泡劑、O. 01%保水齊[J、0. 52%增稠劑、O. 156%減水劑、O. 052%纖維和46. 08%石英砂混合制備得到。
8.根據(jù)權利要求4或5所述的復合水泥基快凝砂漿，其特征在于，所述復合水泥基快凝砂衆(zhòng)是由質量比是83%所述干料和17%水混合制備得到,所述干料是由質量比是6. 75%娃酸鹽水泥、38. 25%硫鋁酸鹽水泥、4%硅灰、4%礦粉、O. 08%緩凝劑、O. 106%消泡劑、O. 005%保水劑、O. 53%增稠劑、O. 159%減水劑、O. 08%纖維和46. 04%石英砂混合制備得到。
9.一種制造權利要求4或5所述復合水泥基快凝砂漿的方法，包括步驟 (1)將制備原料石英砂用清水洗凈，備用； (2)將洗凈的石英砂、復合水泥、復合礦物摻合料、緩凝劑、消泡劑、保水劑、增稠劑、減水劑、纖維按各自的質量配比加入攪拌機混合攪拌制得干料； (3)將制得的干料與水按各自的質量配比加入攪拌機混合攪拌制得復合水泥基快凝砂漿。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，步驟(2)中的攪拌時間是5 10分鐘，步驟⑶中的攪拌時間是4 6分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種板式無砟軌道維修用復合水泥基快凝干料，由質量比是25%～45%復合水泥、7.8%～15%復合礦物摻合料、0.05%～0.1%緩凝劑、0.05%～0.11%消泡劑、0%～0.01%保水劑、0.26%～1%增稠劑、0.1%～0.16%減水劑、0.05%～0.1%纖維和46%～62.5%石英砂組成。本發(fā)明還包括一種快凝砂漿，它由質量比是83%～86%上述干料和14%～17%水混合制備而得。本發(fā)明又公開了一種工藝，包括備料、混料和水化等步驟。本發(fā)明復合水泥基快凝砂漿可以實現(xiàn)重力壓漿，初終凝結時間間隔短，早期強度發(fā)展快，后期強度不降低，不泌水，不沉降，微膨脹，抗凍性能好，無明顯收縮等特點。
文檔編號C04B24/06GK102924021SQ20121042503
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權日2012年10月30日
發(fā)明者潘微旺, 林曉波, 張長春 申請人:中鐵二十三局集團軌道交通工程有限公司