专利名称：可有效减少ca砂浆泌水的减缩复合添加剂及包含它的ca砂浆干料和ca砂浆的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂及包含它的CA砂浆干料和CA砂浆。
背景技术：
随着我国社会与经济的快速发展，地区间客、货往来日益频繁，人们对铁路运输的需求在急剧增长，原有的铁路系统因速度慢、舒适度差等因素在社会经济大发展的环境中日渐显的力不从心。高速化是铁路发展的目标。铁路高速化要求轨道结构具备稳定性、平顺性、轨道弹性适宜、轨道部件可靠及养护维修便利等条件。高速铁路采用的轨道结构形式分为有砟轨道和无砟轨道两类，其中，无砟轨道主要由扣件系统或弹性垫层代替原来的散粒道砟作为减振结构。当前应用较普遍的无砟轨道结构有轨枕支承式、轨枕嵌入式、轨枕埋入式、无轨枕现浇道床板式、无轨枕预制道床板式(板式无砟轨道)几种。其中，所谓的“板式无砟轨道”是将预制好的轨道板直接“放置”在混凝土底座上，通过向轨道板与底座间充填水泥浙青砂浆(cement asphalt mortar，简称CA砂浆)材料调整轨道板，以确保铺设精度。CA砂浆是一种由水泥、乳化浙青、细骨料(砂)、混合料、水、铝粉、及功能外加剂(减水剂、消泡剂等)等多种原材料组成，经水泥水化硬化与浙青破乳胶结共同作用而形成的一种新型有机无机复合材料，其以原料组成复杂、性能指标要求高、制备技术难度大等特点而成为无砟轨道现场施工的关键。CA砂浆是一种大水灰比、高流态灌注材料，灌注在由支承层和轨道板组成的高度只有30mm左右的扁平狭长腔体内，要求具有高流动性和扩展性。同时，它的流变性能又与分层度(勻质性)及施工灌注质量有密切关系。新拌CA砂浆粘度小时，易造成流动性和扩展性过大，其中的骨料下沉而乳化浙青颗粒上浮，并伴随严重的泌水和收缩，此外，流动性和扩展性过大的CA砂浆在空腔内易整体雍高，其表层的部分气体易被憋在死角无法排出， 硬化后形成超大气泡；粘度大时，原材料组份不分层但砂浆变稠以致难以灌注密实，在轨道板的端头部分易造成灌注不饱满的后果；流动性和扩展性能适宜的CA砂浆在薄板型空腔中以“断画整体推进”的方式进行填充，可将腔体内的空气向四个角的排气孔完全赶出，填充效果饱满。目前，已经公开的能改善CA砂浆拌合物泌水并且具备保坍和减缩功能的技术较少，个别能够实现部分功能的相关技术均存在缺陷。中国专利ZL200610018440.5公开了一种可有效防止CA砂浆分层离析的复合添加剂，以硅灰、膨润土和粉煤灰为原料，能使原来分层离析(分离度> 3% )、收缩较大的CA砂浆不分层离析(分离度可< 0. 5% )，同时能减小其收缩和增加早期强度，并且能改善CA砂浆的工作性。但该专利公开的CA砂浆没有减少泌水的功能，其所谓的减缩功能是通过膨润土吸水膨胀来实现的，从其减缩的机理上看仅对早期(CA砂浆塑性状态)收缩有部分补偿作用，对硬化CA砂浆中后期的收缩并无明显效果。此外，膨润土吸水能力很强，它会增加CA砂浆的触变性，为满足施工要求，势必会通过增加CA砂浆的拌合用水或者减水剂来改善其流动性，但此举会增加CA砂浆泌水的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂、其应用及包含它的CA砂浆。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂，包括CaO熟料45% 75%和低温煅烧Mg025 % 55 %，所述百分比为质量百分比。上述CaO熟料的煅烧温度为1100 1300°C，煅烧时间为45min 90min。上述CaO熟料的比表画积为160m2/kg 400m2/kg。上述CaO熟料是由石灰石和复合矿化剂按照质量比为90 10 95 5混合、粉磨后煅烧制成；所述复合矿化剂为铜渣和铬渣中至少一种与石膏的混合物，所述石膏在复合矿化剂的质量含量为50 % 70 %，余量为铜渣和/或铬渣，当同时采用铜渣和铬渣时，两者的具体用量没有特别要求，只需总量达到合矿化剂的30 50%即可。 上述低温煅烧MgO的水化活性值为40 90s。上述低温煅烧MgO的煅烧温度为700 850°C，煅烧时间为40 80min。上述低温煅烧MgO是由菱镁矿煅烧制成，其中MgO含量彡85%，烧失量< 5%，比表画积为 160m2/kg 380m2/kg。按照常规方法将上述CaO熟料和低温煅烧MgO混合均勻，得可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂。将所得可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂添加到CA砂浆干料中，所述可有效减少CA砂浆泌水的复合添加剂在CA砂浆干料中所占质量百分数优选为 4%。包含上述CA砂浆干料的CA砂浆，不会明显增加CA砂浆的需水量(需水量增加小于1. 5% )，并且在不影响CA砂浆拌合物流动性、扩展性、可工作时间和抗压强度的条件下， 有效地改善CA砂浆的泌水和勻质性泌水率< 0. 4%，分离度< 1. 0% ；显著地补偿了 CA砂浆中后期的体积收缩CA砂浆在与外界隔绝水分交换情况下(自收缩)90d仍呈微膨胀状态，自然暴露于空气中(干燥收缩)90d时收缩率<0.04% ；明显地提高了 CA砂浆的抗冻性。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下画结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下画的实施例。CA砂浆的流动性、扩展度、可工作时间、分离度、抗压强度以及抗冻性能按照《客运专线铁路CRTS II型板式无砟轨道水泥乳化浙青砂浆暂行技术条件》的规定检测；收缩率按 《膨胀水泥膨胀率试验方法》(JC/T313-1982 (1996))的规定检测；泌水是将拌和后等体积的 CA砂浆倒入某一定形状和体积的容器中，自砂浆出现泌水后，吸出泌水并称量体积，累计泌水量与CA砂浆拌合用水量的体积比为泌水率。以下诸实例中水泥的强度等级为P. II 52. 5，乳化浙青为江苏博特新材料有限公司生产的AEA-II型阴离子乳化浙青，砂为细度模数1. 8 2. 0的河砂，减水剂为聚羧酸类减水剂，消泡剂为有机硅类超强消泡剂。实施例1CaO熟料的制备将石灰石和复合矿化剂按照质量比92 8混合后磨成生料，在 IlOO0C下煅烧70min，然后在空气中淬冷、粉磨、过80 μ m筛制成，制得的复合矿化剂由40 % 的等质量的铜渣和铬渣组成的混合物CaO熟料比表画积350m2/kg 380m2/kg ；其中与60% 工业石膏组成。低温煅烧MgO制备由菱镁矿在800°C条件下煅烧60min后，在空气中淬冷、粉磨、 经80 μ m筛过筛制得，其中，MgO含量为88%，烧失量为3%，水化活性值为60 70s，比表画积为 260m2/kg 280m2/kg。按比例称取CaO熟料和低温煅烧MgO，混合均勻，得复合添加剂。实施例2CaO熟料的制备将石灰石和复合矿化剂按照质量比90 10混合后磨成生料，在 1300°C下煅烧45min，然后在空气中淬冷、粉磨、过80 μ m筛制成，制得的CaO熟料比表画积 180m2/kg 220m2/kg ；其中复合矿化剂由30%的铜渣与70%工业石膏组成。低温煅烧MgO制备由菱镁矿在850°C条件下煅烧40min后，在空气中淬冷、粉磨、 经80 μ m筛过筛制得，其中，MgO含量为86%，烧失量为3. 5%，水化活性值为80 90s，比表画积为 350m2/kg 370m2/kg。按比例称取CaO熟料和低温煅烧MgO，混合均勻，得复合添加剂。实施例3CaO熟料的制备将石灰石和复合矿化剂按照质量比95 5混合后磨成生料，在 1200°C下煅烧90min，然后在空气中淬冷、粉磨、过80 μ m筛制成，制得的CaO熟料比表画积 270m2/kg 300m2/kg ；其中复合矿化剂由50%的铬渣组成的混合物与50%工业石膏组成。低温煅烧MgO制备由菱镁矿在720°C条件下煅烧SOmin后，在空气中淬冷、粉磨、 经80 μ m筛过筛制得，其中，MgO含量为85%，烧失量为5%，水化活性值为45 55s，比表画积为 160m2/kg 200m2/kg。 按比例称取CaO熟料和低温煅烧MgO，混合均勻，得复合添加剂。实施例4水泥520kg，砂950kg，乳化浙青MOkg，水16^g，复合添加剂30kg (采用实例1所制备的CaO熟料Mkg，低温煅烧MgO 15kg)，减水剂PCA-H(江苏博特新材料有限公司)1kg， 消泡剂DF-201(江苏博特新材料有限公司)0. 9kg，所有原料按比例称量好后，加入搅拌机快速搅拌MOs，慢搅60s。制成的CA砂浆的主要技术指标初始流动度97s、扩展度330mm， 30min流动度104s、扩展度335mm ；可工作时间> 60min ；泌水率0. 27% ；90d干燥收缩率-0. 038%,90d自收缩率+0. 002% ；材料分离度1.0% ；Id抗压强度4. 2MPa，28d抗压强度15. 3MPa ；经56次冻融循环后，动弹模下降17%。实施例5水泥520kg，砂93^g，乳化浙青MO，水16Ag，复合添加剂45kg (采用实例2所制备的CaO熟料27kg，低温煅烧MgO 18kg)，减水剂PCA-H (江苏博特新材料有限公司)1kg，消泡剂DF-201 (江苏博特新材料有限公司)0. 9kg，所有原料按比例称量好后，加入搅拌机快速搅拌MOs，慢搅60s。制成的CA砂浆的主要技术指标初始流动度100s、扩展度320mm， 30min流动度108s、扩展度325mm ；可工作时间> 60min ；泌水率0. 35% ；90d干燥收缩率-O. 0358%, 90d自收缩率+0. 0059% ；材料分离度0.9%;ld抗压强度4. 4MPa，7d抗压强度16. OMPa ；经56次冻融循环后，动弹模下降19%。实施例6水泥520kg，砂920kg，乳化浙青MOkg，水16^g，复合添加剂60kg (采用实例3所制备的CaO熟料42kg，低温煅烧MgO 18kg)，减水剂PCA-H(江苏博特新材料有限公司)1kg， 消泡剂DF-201 (江苏博特新材料有限公司)0. 9kg，所有原料按比例称量好后，加入搅拌机快速搅拌MOs，慢搅60s。制成的CA砂浆的主要技术指标初始流动度103s、扩展度 315mm, 30min流动度110s、扩展度310_ ；可工作时间> 60min ；泌水率0. 4% ；90d干燥收缩率-0. 031%,90d自收缩率+0. 0092% ；材料分离度0.8% ；Id抗压强度4. 5MPa，7d抗压强度15. 2MPa ；经56次冻融循环后，动弹模下降20%。实施例7水泥520kg，砂900kg，乳化浙青MOkg，水16^g，复合添加剂Mkg (采用实例1所制备的CaO熟料Ag，低温煅烧MgO 8kg)减水剂PCA-H (江苏博特新材料有限公司)1kg， 消泡剂DF-201 (江苏博特新材料有限公司)0. 9kg，所有原料分别按比例称量好后，加入搅拌机快速搅拌MOs，慢搅60s。制成的CA砂浆的主要技术指标初始流动度101s、扩展度 315mm, 30min流动度114s、扩展度310_ ；可工作时间> 60min ；泌水率0. 35% ；90d干燥收缩率-0. 033%,90d自收缩率+0. 0097% ；材料分离度0.8% ；Id抗压强度4. 3MPa;7d抗压强度15. 7MPa ；经56次冻融循环后，动弹模下降17%。比较例1 水泥520kg，砂900kg，乳化浙青MOkg，水16^g，减水剂PCA-H (江苏博特新材料有限公司)lkg，消泡剂DF-201(江苏博特新材料有限公司)0. 9kg，所有原料分别按比例称量好后，加入搅拌机快速搅拌MOs，慢搅60s。制成的CA砂浆的主要技术指标初始流动度97s、扩展度315mm，30min流动度110s、扩展度310mm ；可工作时间> 60min ；泌水率 2.9% ；90d干燥收缩率-0. 0784% ；90d自收缩率-O. 0327% ；材料分离度1.4% ；Id抗压强度3. 9MPa, 7d抗压强度14. 9MPa ；经56次冻融循环后，动弹模下降35%。
权利要求
1.一种可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂，其特征在于，包括CaO熟料45% 75 %和低温煅烧Mg025 % 55 %，所述百分比为质量百分比。
2.如权利要求1所述的可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂，其特征在于，所述的CaO熟料的煅烧温度为1100 1300°C，煅烧时间为45min 90min。
3.如权利要求1所述的可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂，其特征在于，所述的CaO熟料的比表面积为160m2/kg 400m2/kg。
4.如权利要求1或2或3所述的可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂，其特征在于，所述的CaO熟料是由石灰石和复合矿化剂按照质量比为90 10 95 5混合、粉磨后煅烧制成；所述复合矿化剂为铜渣和铬渣中至少一种与石膏的混合物，所述石膏在复合矿化剂的质量含量为50% 70%。
5.如权利要求1所述的可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂，其特征在于，所述低温煅烧MgO的水化活性值为40 90s。
6.如权利要求1所述的可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂，其特征在于，所述低温煅烧MgO的煅烧温度为700 850°C，煅烧时间为40 80min。
7.如权利要求5或6所述的可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂，其特征在于， 所述低温煅烧MgO是由菱镁矿煅烧制成，其中MgO含量> 85%，烧失量< 5%，比表面积为 160m2/kg 380m2/kgo
8.包含权利要求1至7任意一项所述的可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂的 CA砂浆干料。
9.如权利要求8所述的CA砂浆干料，其特征在于，所述可有效减少CA砂浆泌水的复合添加剂在CA砂浆干料中所占质量百分数为 4%。
10.包含权利要求8或9所述的CA砂浆干料的CA砂浆。
全文摘要
本发明公开了一种可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂及包含它的CA砂浆。所述可有效减少CA砂浆泌水的减缩复合添加剂，包括CaO熟料45％～75％和低温煅烧MgO25％～55％，所述百分比为质量百分比；所述可有效减少CA砂浆泌水的复合添加剂在CA砂浆干料中所占质量百分数为1％～4％。包含此添加剂的CA砂浆，泌水率低、分离度小、抗冻性好，且对CA砂浆中后期的体积收缩有明显的补偿作用。
文档编号C04B22/06GK102173628SQ20111006271
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者万赟, 刘加平, 刘至飞, 徐静, 朱晓斌, 洪锦祥, 王文峰, 缪昌文, 黄冲 申请人:江苏博特新材料有限公司, 江苏省建筑科学研究院有限公司, 江苏苏博特新材料股份有限公司