专利名称：：高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土的制作方法
技术领域：
：本发明属于混凝土应用领域，特别是涉及应用于高速铁路板式无砟轨道CRTS-II型板生产制造。二
背景技术：
：随着高速铁路的飞速发展，板式无砟轨道因其行车舒适，维修简单快捷而得到越来越广泛的应用，CRTS-II型轨道板是板式无砟轨道的主要结构形式之一。CRTS-II型轨道板是我国对德国博格板的创新型产品，生产工艺要求16小时预应力放张时混凝土抗压强度不低于48Mpa。为达到以上生产工艺的要求，德国在制造博格板时使用超细水泥，存在着生产成本高、混凝土易开裂、耐久性差且国内超细水泥产量有限等问题，因此在我国不适用。在京津线板式无砟轨道施工时，我国使用通用硅酸盐水泥掺加专用复合型掺合料技术，不仅满足了生产工艺要求的16小时混凝土抗压强度达到48Mpa，同时也解决了耐久性差等问题，专用复合型掺合料是由微硅粉等超细粉和化学激发剂组成，在混凝土中激发水泥的水化反应速率和填充密实实现混凝土早强和提高混凝土耐久性，但由于专用复合型掺合料的主要组成成分——微硅粉的价格高，所以生产成本仍然高。而国内在使用普通掺合料粉煤灰和矿粉混凝土时，基本多用于一般混凝土工程，不能满足CRTS-II型轨道板16小时混凝土抗压强度不低于48Mpa生产工艺要求，因此发明一种既符合我国国情，价格又低廉的普通掺合料应用于CRTS-II型轨道板混凝土配合比显得十分迫切。三
发明内容本发明需要解决的技术问题是提供一种高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，生产成本低，提高混凝土结构耐久性能，而且耐久性指标符合我国标准规范要求。本发明的技术解决方案是高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，由水泥、矿粉、粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂、水组成，其特征在于所述的水泥所占重量百分比为15%18%，矿粉所占重量百分比为1.5%2.5%，粉煤灰所占重量百分比为0.8%1.5%，细骨料所占重量百分比为24%29%，粗骨料所占重量百分比为44%49%，外加剂所占胶凝材料重量百分比为1.2%1.5%，水所占重量百分比为5%5.7%。本发明与现有技术相比具有如下优点采用普通II型硅酸盐水泥(标号不低于42.5)与普通掺合料(矿粉和粉煤灰)和化学外加剂复合使用，调整胶凝材料复合比例和化学外加剂组分，选择适合的粗细骨料规格及复合比例，选择合适的用水量，调整胶凝材料的水化进程，优化混凝土内部孔结构，通过降低各种内部和外在的混凝土缺陷，得到符合混凝土温控指标要求(解决早期水化热、提高早期强度、符合生产工艺16小时混凝土抗压强度不低于48Mpa的要求、脱模时水化热下降及板芯温度下降，养生采用蒸汽加热模板进行干养)，耐久性指标符合我国标准规范要求的混凝土配合比，保证混凝土外观光亮美观。采用矿粉(280元/吨)和粉煤灰(140元/吨)做掺合料代替专用复合型掺合料(2000元/吨)，大大降低了生产成本；通过材料之间相互匹配的研究，进一步优化配合比，保证工艺流程的顺畅，达到原材料易得、混凝土结构耐久性能提高、混凝土生产成本降低的目的；本发明中混凝土的强度等级为C55。本发明的CRTS-II型轨道板混凝土配合比在满足设计、规范要求的同时，现场工作使用性能十分良好，且普通掺合料混凝土比专用掺合料混凝土每立方便宜103元，每块板节约350元，可大大降低CRTS-II型板的混凝土生产成本。四图1实验室采集到的混凝土温升曲线；图2实验室采集到的混凝土温升曲线；图3施工中采集到的混凝土温升曲线；图4施工中采集到的混凝土温升曲线；图5施工现场测得强度随时间变化曲线。五、具体实施方案下面结合附图详细描述本发明的实施例。图1为实验室测得的所选II型硅酸盐水泥(标号不低于42.5)掺加所选矿粉和I级粉煤灰的配合比所采集的温升曲线之一，混凝土各种性能指标满足要求。图2为实验室测得的所选II型硅酸盐水泥(标号不低于42.5)掺加所选矿粉和I级粉煤灰的配合比所采集的温升曲线之二，混凝土各种性能指标满足要求。图3为施工现场测得的所选II型硅酸盐水泥(标号不低于42.5)掺加所选矿粉和I级粉煤灰的配合比所采集的温升曲线之一，混凝土各种性能指标满足要求。图4为施工现场测得的所选II型硅酸盐水泥(标号不低于42.5)掺加所选矿粉和I级粉煤灰的配合比所采集的温升曲线之二，混凝土各种性能指标满足要求。图5为施工现场测得的强度随时间变化曲线。主要原材料的优选所述水泥为II型硅酸盐水泥(标号不低于42.5)，水泥的选用主要考虑水泥矿物组分的不同，其水化速率对混凝土温升的影响，同时也决定了混凝土早期强度的发展。要求水化速率和模拟混凝土大板温升及强度发展适中。所述普通掺合料为粒化高炉矿渣粉S95-S115级和F类粉煤灰I级，掺合料的主要作用在于通过改善混凝土内部结构的密实性来提高混凝土的耐久性，主要考察其颗粒形态、粉料体系的级配、活性原理及对混凝土拌合物性能的影响。所述外加剂为减水率在25%_35%的非缓凝型聚羧酸系外加剂外加剂的不同组分(减水、保坍、消泡、引气)关系到混凝土拌合物工作性及其经时变化、气泡特征及含气量的经时变化，影响胶凝材料的水化进程，对硬化混凝土的性能起关键作用。所述细骨料为河砂，细度模数2.63.1。所述粗骨料为5-20mm级配碎石粗骨料作为混凝土的骨架，关系到硬化混凝土的强度、弹性模量及混凝土拌合物的和易性。骨料主要考察材料的质地、表面特征、粒型、级配、细度、粉尘或含泥量。其中粗骨料采用材质坚硬、表面清洁的石灰质碎石。所述水为洁净的饮用水。表1是本配合比所选材料的部分主要检测内容<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在了解每种材料性能的基础上，通过试验增减水胶比、砂率和外加剂调整混凝土拌合物性能，使混凝土拌合物指标符合设计要求和工艺要求；调整原材料组分，解决主要材料的相容性问题；对硬化混凝土强度、弹性模量、耐久性指标进行验证；调整各种材料比例，选用原材料的有效组合，配制出符合各项指标要求又有不同强度富裕的初步配合比，用于不同季节环境或时间限制情况下的生产。表2为本配合比所选碎石、砂子主要检测内容<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>所选水泥水化速率适中，温升符合要求，所选矿粉颗粒细腻，活性指数高，对早期强度及耐久性都起良好的作用；所选粉煤灰级粒形良好，减水效果明显，混凝土和易性好；所选外加剂适应性好，通过分子结构设计，引入具有早强功能的功能性单体，使胶凝材料水化速率均衡稳定；所选细骨料细度适中，级配良好，颗粒表面光滑，吸水性弱。所选粗骨料质地坚硬，级配良好，粒形好，含泥量低，吸水率低。由于实际生产中混凝土拌合站搅拌机的搅拌强度大，对配合比进行了进一步的优化，首先是调整了外加剂的掺量和组分比例，进一步改善了外加剂与胶凝材料的相容性；二是根据骨料的变化调整混凝土配合比的砂率，砂率控制在30%40%之间，使混凝土拌合物的和易性得到改善，保证了施工工艺的流畅，提高了产品的外观质量。三是根据环境温度湿度变化以及混凝土拌合物的初始温度，在满足混凝土强度和耐久性要求的前提下动态调整水胶比，水胶比控制在0.250.30之间。养护温度控制在30°C4(TC之间。所述的水泥所占重量百分比最好为16%17%，矿粉所占重量比重百分比为最好1.8%2.2%，粉煤灰所占重量百分比最好为1%1.2%，细骨料所占重量百分比最好为26%28%，粗骨料所占重量百分比最好为46%49%，外加剂所占胶凝材料重量百分比最好为1.3%1.5%。表3试验室与车间生产时混凝土各项性能指标情况项目<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，由水泥、矿粉、粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂、水组成，其特征在于所述的水泥所占重量百分比为15％～18％，矿粉所占重量百分比为1.5％～2.5％，粉煤灰所占重量百分比为0.8％～1.5％，细骨料所占重量百分比为24％～29％，粗骨料所占重量百分比为44％～49％，外加剂所占胶凝材料重量百分比为1.2％～1.5％，水所占重量百分比为5％～5.7％。2.根据权利要求1所述的高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，其特征在于所述的水泥所占重量百分比最好为16%17%，矿粉所占重量比重百分比为最好1.8%2.2%，粉煤灰所占重量百分比最好为1%1.2%，细骨料所占重量百分比最好为26%28%，粗骨料所占重量百分比最好为46%49%，外加剂所占胶凝材料重量百分比最好为1.3%1.5%。3.根据权利要求1所述的高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，其特征在于所述的水泥为硅酸盐水泥。4.根据权利要求1所述的高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，其特征在于所述的矿粉为S95-S115磨细矿粉。5.根据权利要求1所述的高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，其特征在于所述粉煤灰为I级粉煤灰。6.根据权利要求1所述的高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，其特征在于所述外加剂为减水率在25%_35%的非缓凝型聚羧酸系外加剂。7.根据权利要求1所述的高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，其特征在于所述细骨料为中粗河砂，砂率在30%40%之间。8.根据权利要求1所述的高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，其特征在于水胶比在0.250.30之间。9.根据权利要求1所述的高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，其特征在于养护温度控制在30°C4(TC之间。全文摘要高速铁路客运专线板式无砟轨道高性能混凝土，由水泥、矿粉、粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂、水组成，其特征在于所述的水泥所占重量百分比为15％～18％，矿粉所占重量百分比为1.5％～2.5％，粉煤灰所占重量百分比为0.8％～1.5％，细骨料所占重量百分比为24％～29％，粗骨料所占重量百分比为44％～49％，外加剂所占胶凝材料重量百分比为1.2％～1.5％，水所占重量百分比为5％～5.7％。本发明生产成本低，提高混凝土结构耐久性能，而且耐久性指标符合我国标准规范要求。文档编号C04B28/04GK101717227SQ20091020647公开日2010年6月2日申请日期2009年11月13日优先权日2009年11月13日发明者习仲伟,任尚华,朱建立,李兴旺,李安杰,许传波,谷永磊,赵国堂申请人:中铁十五局集团有限公司