专利名称：一种高早强自膨胀ca砂浆材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种CA砂浆材料，适于城际高速铁路、城市高速轻轨和城市地铁用。
背景技术：
随着综合国力的增强，我国高速铁路网建设规划将逐步付诸实施，预计在2020年前我国将初步建成时速达到200km/h以上的高速铁路网。CA砂浆是板式无碴轨道的关键组成部分，一方面可使轨道具有合理的弹性，另一方面便于调整轨道施工误差，因此CA砂浆弹性减振材料的使用对于提高列车高速行驶的安全性与乘坐的舒适性均具有非常重要的作用。此外，与高弹性橡胶材料相比，它还具有与轨道板底面接触好、方便施工、性价比高等优点，因此CA砂浆自一出现就引起本领域有关人员的热切关注，并在实际应用中具有广阔的应用前景。
目前采用乳化沥青、早强型普通硅酸盐水泥、砂、减水剂、引气剂等基本原材料制备CA砂浆也可以基本满足工程应用，但该CA砂浆完成浇注脱模后强度增长较慢，影响轨道铺设速度，一般在7天左右才能满足轨道铺设时搁置重物的强度要求(≥0.7MPa)，28天左右才能满足线路竣工通车的强度要求(≥1.8MPa)。而高速无碴轨道机械化施工速度较快，提高CA砂浆的早期强度，无疑对节省无碴轨道的建设成本，提高无碴轨道的建设速度具有重要意义。由于我国无碴轨道的建设才刚刚起步，对于CA砂浆的研究较少，现有的CA砂浆试验产品并没有很好的解决这些问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种早期24h强度高的高早强自膨胀CA砂浆材料。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种高早强自膨胀CA砂浆材料，其特征在于它包括乳化沥青、水泥、砂、硅灰和减水剂原料混合搅拌而成，各原料所占重量份为乳化沥青100份，水泥50-150份，砂80-350份，硅灰1-50份，减水剂0.1-10份，水0-80份；所述的水泥为普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥，普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥各占重量百分比为硫铝酸盐水泥80-95，普通硅酸盐水泥5-20(以硫铝酸盐水泥为主，普通硅酸盐水泥为辅)；或者普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥各占重量百分比为普通硅酸盐水泥80-95，硫铝酸盐水泥5-20(以普通硅酸盐水泥为主，硫铝酸盐水泥为辅)。
所述的硫铝酸盐水泥为早强硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥中的任一种或二种混合，二种混合时，为任意配比。
所述的普通硅酸盐水泥为早强32.5、42.5、52.5、62.5硅酸盐水泥，也可以是普通32.5、42.5、52.5、62.5硅酸盐水泥；32.5、42.5、52.5矿渣水泥；32.5、42.5、52.5粉煤灰水泥。
所述的乳化沥青为中裂或慢裂型乳化沥青，质量固含量为55-72％，是非离子型、阳离子型、阴离子型或者两性离子型。
所述的砂为普通细河砂，细度模数为1.9～2.2。
硅灰采用一般国内市场有售的国产或进口硅灰。
所述的减水剂为FDN或聚羧酸类减水剂。
上述高早强自膨胀CA砂浆材料的制备方法之一所有原材料按照比例称量好后，一起加入搅拌机同时搅拌30-300秒。
上述高早强自膨胀CA砂浆材料的制备方法之二先将固体原材料按比例称量好后，一起加入搅拌机先干拌15-50秒，然后加入乳化沥青和水再搅拌30-120秒。
本发明克服了现有水泥技术中对硅酸盐系列水泥和硫铝酸盐水泥一般不能混用的规定，通过大量的实验，采用合适比例的硫铝酸盐水泥部分取代普通硅酸盐水泥，获得了意想不到的效果，既能提高CA砂浆早期24h的强度、又能提高其膨胀后体积稳定性和材料均匀性。本发明适用于城际高速铁路、城市高速轻轨和城市地铁。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明，下面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面的实施例。
本发明提供的高早强自膨胀CA砂浆材料包括二个方面的内容1、以普通硅酸盐水泥为主，硫铝酸盐水泥为辅，通过硫铝酸盐水泥提供水泥早强需要的SO3，在短时间内，能与硅酸盐水泥水化产生的Ca(OH)2生成钙矾石，产生膨胀，产生早期强度，同时也能促进硅酸盐水泥的水化，达到提高CA砂浆早期强度的目的。硅灰作为一种纳米级的材料，具有比表面积大，在新拌状态能够提高砂浆的粘度，防止砂浆的分层离析，而且其表面活性高，能提高砂浆的早期强度。
以普通硅酸盐水泥为主，硫铝酸盐水泥为辅的CA砂浆的主要技术性能列于表1中。
表1以普通硅酸盐水泥为主，硫铝酸盐水泥为辅的CA砂浆的主要技术性能
表1中测试方法按照日本土木学会预填骨料灌浆混凝土试验方法进行。沥青为慢裂快凝型阳离子乳化沥青，硅酸盐水泥为普通硅酸盐42.5水泥，硫铝酸盐水泥为自应力硫铝酸盐52.5水泥。
实施例1、实施例2、实施例3采用第一种制备方法所有的原材料一起投入，同时搅拌。
实施例4、实施例5采用第二种制备方法，先干拌后加入其余液体原材料进行湿拌。
从表中我们可以看出以硅酸盐水泥为主，硫铝酸盐水泥为辅的CA砂浆的早期24h强度和膨胀率均较普通CA砂浆有较大的提高，且材料分离度降低。
两种制备方法所得的CA砂浆性能相差不大，但采用第二种方法先干拌后湿拌的效果要略好于采用第一种方法制备的CA砂浆的性能。
2、以硫铝酸盐水泥为主，普通硅酸盐水泥为辅，依靠硫铝酸盐水泥自身早期强度高，微膨胀，后期强度降低的特点，依靠掺入普通硅酸盐水泥提供水泥后期强度增加所需的水泥矿物，同时达到CA砂浆早期强度高、后期强度稳定、微膨胀的目的。以硫铝酸盐水泥为主，普通硅酸盐水泥为辅的CA砂浆的主要技术性能列于表2中。
表2以硫铝酸盐水泥为主，普通硅酸盐水泥为辅的CA砂浆的主要技术性能
表2中测试方法按照日本土木学会预填骨料灌浆混凝土试验方法进行。沥青为慢裂快凝型阳离子乳化沥青，硫铝酸盐水泥为自应力硫铝酸盐52.5水泥，硅酸盐水泥为普通硅酸盐42.5水泥。
实施例6、实施例7采用第一种制备方法所有的原材料一起投入，同时搅拌。
实施例8、实施例9采用第二种制备方法，先干拌后加入其余液体原材料进行湿拌。
从表中可以看出以硫铝酸盐水泥为主，硅酸盐水泥为辅的CA砂浆的早期24h强度和膨胀率均较普通CA砂浆有较大的提高，且材料分离度降低。
两种制备方法所得的CA砂浆性能相差不大，但采用第二种方法先干拌后湿拌的效果要略好于采用第一种方法制备的CA砂浆的性能。
实施例10一种高早强自膨胀CA砂浆材料，它包括乳化沥青、水泥、砂、硅灰和减水剂原料混合搅拌而成，各原料所占重量份为乳化沥青100份，水泥50份，砂80份，硅灰1份，减水剂0.1份；所述的水泥为普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的混合水泥，普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥各占重量百分比为硫铝酸盐水泥80，普通硅酸盐水泥20(即硫铝酸盐水泥所占重量份为40份，普通硅酸盐水泥所占重量份为10份)。
沥青为慢裂快凝型阳离子乳化沥青；硫铝酸盐水泥为早强硫铝酸盐水泥；普通硅酸盐水泥为早强42.5硅酸盐水泥；砂为普通细河砂，细度模数为1.9～2.2；减水剂为聚羧酸类减水剂。
实施例11一种高早强自膨胀CA砂浆材料，它包括乳化沥青、水泥、砂、硅灰和减水剂原料混合搅拌而成，各原料所占重量份为乳化沥青100份，水泥50份，砂80份，硅灰1份，减水剂0.1份；所述的水泥为普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的混合水泥，普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥各占重量百分比为普通硅酸盐水泥80，硫铝酸盐水泥20。
沥青为慢裂快凝型阳离子乳化沥青；硫铝酸盐水泥为早强硫铝酸盐水泥；普通硅酸盐水泥为早强42.5硅酸盐水泥；砂为普通细河砂，细度模数为1.9～2.2；减水剂为聚羧酸类减水剂。
实施例12300kg乳化沥青+264kg普通硅酸盐42.5水泥+36kg自应力硫铝酸盐52.5水泥+585kg砂+60kg硅灰+75kg外加水+6kgFDN9000减水剂，所有原材料按照比例称量好后，一起加入搅拌机同时搅拌100秒。制成的CA砂浆的主要技术指标为24h抗压强度0.6MP、72h抗压强度2.4MP、膨胀率0.3％、材料分离度1.9％、静态弹性模量320MP。
实施例13264kg普通硅酸盐42.5水泥+36kg自应力硫铝酸盐52.5水泥+585kg砂+60kg硅灰+75kg外加水，所有固体原材料按照比例称量好后，一起加入搅拌机先干拌45秒。然后将300kg乳化沥青+6kgFDN9000减水剂按比例称好后加入，再搅拌60秒。制成的CA砂浆的主要技术指标为24h抗压强度0.7MP、72h抗压强度2.4MP、膨胀率0.3％、材料分离度1.8％、静态弹性模量330MP。
实施例14300kg乳化沥青+15kg普通硅酸盐42.5水泥+285kg自应力硫铝酸盐52.5水泥+585kg砂+60kg硅灰+75kg外加水+6kgFDN9000减水剂，所有原材料按照比例称量好后，一起加入搅拌机同时搅拌100秒。制成的CA砂浆的主要技术指标为24h抗压强度1.3MP、72h抗压强度2.8MP、膨胀率0.6％、材料分离度1.8％、静态弹性模量375MP。
本发明的乳化沥青、水泥、砂、硅灰、水和减水剂原料的上下限取值以及区间值都能实现本发明，在此就不一一列举实施例。
权利要求
1.一种高早强自膨胀CA砂浆材料，其特征在于它包括乳化沥青、水泥、砂、硅灰和减水剂原料混合搅拌而成，各原料所占重量份为乳化沥青100份，水泥50-150份，砂80-350份，硅灰1-50份，减水剂0.1-10份，水0-80份；所述的水泥为普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥，普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥各占重量百分比为硫铝酸盐水泥80-95，普通硅酸盐水泥5-20；或者为普通硅酸盐水泥80-95，硫铝酸盐水泥5-20。
2.根据权利要求1所述的一种高早强自膨胀CA砂浆材料，其特征在于所述的硫铝酸盐水泥为早强硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥中的任一种或二种混合，二种混合时，为任意配比。
全文摘要
本发明涉及一种高早强自膨胀CA砂浆材料。一种高早强自膨胀CA砂浆材料，其特征在于它包括乳化沥青、水泥、砂、硅灰和减水剂原料混合搅拌而成，各原料所占重量份为乳化沥青100份，水泥50－150份，砂80－350份，硅灰1－50份，减水剂0.1－10份，水0－80份；所述的水泥为普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥，普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥各占重量百分比为硫铝酸盐水泥80－95，普通硅酸盐水泥5－20；或者为普通硅酸盐水泥80－95，硫铝酸盐水泥5－20。本发明的CA砂浆材料具有早期24h强度高、膨胀后体积稳定性好和材料均匀性好的特点。
文档编号C04B24/36GK1821156SQ200610018439
公开日2006年8月23日 申请日期2006年2月28日 优先权日2006年2月28日
发明者胡曙光, 王涛, 王发洲, 丁庆军, 叶家军, 高涛, 邹进忠 申请人:武汉理工大学, 湖北国创高科实业集团有限公司