专利名称：Crtsⅰ型板式无碴轨道ca砂浆外加剂及其应用方法
技术领域：
本发明涉及一种在CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆中添加的外加剂，以及应用这种外加剂配制CA砂浆的方法。
背景技术：
CRTS I型板式无砟轨道具有结构整体性、稳定性好，以及维修量少的优点，是目前最优的轨道结构形式，也是铁路高速化发展的主要方向。CA砂浆垫层作为CRTS- I型板式无砟轨道中一个重要组成部分，其主要功能是支撑、调整和缓冲作用，这就要求垫层砂浆有很好的施工性能、较低的弹性模量和高延展性。由于砂浆流动性受气温、配合比及搅拌设备与工艺多种影响，砂浆必须在现场进行配制、搅拌和浇注等作业。除了干粉砂浆、乳化浙青的自身性能外，还要求外加剂与乳化浙青、干粉砂浆均具有很好的适应性(如至少保持30 分钟以上的工作时间)，外加剂不会使CA砂浆分层、泌水等。为满足施工需要，砂浆应具备足够的工作时限，适当的流动度，初步固化后的砂浆应有一定程度的膨胀，能够完全充满所处的空间，同时提供一定的预应力，防止支承螺栓卸下后轨枕板的下沉。此外，砂浆还应具有较好的施工环境适应性，以满足在不同季节气候环境下施工的要求。CRTS- I型板式无砟轨道(简称I型板)CA砂浆与CRTS- II型板式无砟轨道(简称 II型板)CA砂浆的技术性能有很大差别，如表1所示，其配比及原材料要求也截然不同。二者无机材料各组分性能要求差别不大，而有机材料的要求差别较大。乳化浙青作为CA砂浆的关键组成材料，其性能优劣直接决定以砂浆质量和施工应用成败。不同种类和性能的外加剂品质、掺量不同可导致乳化浙青的性能波动，对CA砂浆的性能，如流动性、可工作性和泛浆率、固化后性能、耐久性能和施工性能有着重要的影响。以上差别决定了 CA砂浆外加剂应用范围具有局限性。现有CRTS I型板CA砂浆，主要由水泥、乳化浙青、砂浆基本材料组成，结合实际的环境条件和高速列车作用需要，可通过适当添加微小组份的外加剂，改变和提高材料的某些或某一性能来配制。这种外加剂具有减水、调整凝结时间、控制膨胀率、控制含气量等功能。目前市场上的混凝土及砂浆的外加剂品种很多，但没有专门用于配制CRTS- I型板式无砟轨道CA砂浆的外加剂产品及标准，同类技术迄今也未见报道。现有混凝土用外加剂种类、型号繁多，但大多数无法用于组分多样、技术性能要求高的CA砂浆中。加入品质、种类不同的外加剂可导致乳化浙青的性能波动，从而使在CA砂浆在配制时，往往存在外加剂不能同时完全与水泥及乳化浙青这两大主要材料相适应的问题，砂浆含气量很难控制，直接影响了砂浆的性能。现有的外加剂在应用于CA砂浆时还具有以下几点问题
(1)导致乳化浙青快速破乳，无法拌合、成型；
(2)CA砂浆拌合物静置后出现泛浆、泌水、分层等现象；
(3)CA砂浆拌合物含气量不稳定，很难控制在所需范围内；
(4)CA砂浆拌合物流动度小，工作时间过短，无法正常施工；(5) CA砂浆1天早期强度不高，难以满足拆模、取出轨道板支撑螺栓的要求。此外，现有CA砂浆在配制时，通常是将水泥和各种外加剂混合后，再加入乳化浙青和水共同搅拌。该方法难于使外加剂中的各组分发挥作用，CA砂浆拌合物含气量不稳定， 影响施工效果。
发明内容
本发明提供一种CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂及其应用方法，要解决CA 砂浆在配制时，外加剂与水泥及乳化浙青适应性差，CA砂浆易出现分层、早期强度不高、影响施工质量的技术问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
这种CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，由A剂和B剂组成，所述A剂的原料占外加剂的重量百分比如下
有机硅消泡剂0. 5% 1% ；
鳞片状铝粉发泡剂0. 1% 0. 5% ；
硫铝酸盐系膨胀剂75% 90% ；
减水剂5% 20% ；
所述B剂的原料占外加剂的重量百分比如下 松香类引气剂1% 5%。所述有机硅消泡剂是采用二甲基硅油、二氧化硅为主要原料，添加乳化剂和助剂配制而成。所述鳞片状铝粉发泡剂的细度为200目筛余100%，密度为1. 10 1. 15g/m3。所述硫铝酸盐系膨胀剂由硫铝酸钙矿物、明矾石和石膏组成。所述减水剂为聚羧酸盐类减水剂或氨基磺酸盐类减水剂。所述松香类引气剂是由松香与苯酚、硫酸、氢氧化钠经酯化反应制成。这种应用CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂的应用方法，在工厂配制干粉砂浆，先将水泥、砂和外加剂中的A剂混合均勻配制成干粉砂浆，A剂的添加量为水泥、砂总重量的4 6% ；
将配制好的干粉砂浆运至工地现场，将干粉砂浆、乳化浙青和水搅拌均勻，最后按干粉砂浆重量的万分之0. 01 0. 02加入外加剂中的B剂，搅拌均勻后配制成CA砂浆拌合物。这种应用CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂的应用方法，在工厂将A剂和B 剂分别配制、包装；
在施工现场直接配制CA砂浆，先将水泥与外加剂中的A剂混合，A剂的添加量为水泥用量的10% 15%，然后加入乳化浙青、砂、水搅拌均勻，最后按水泥用量的0.洲 0. 4%加入外加剂中的B剂，搅拌均勻后配制成CA砂浆。本发明的有益效果如下
本发明由多种不同功能的材料复合而成，根据投料顺序的不同，由A、B剂组成。其中A 剂由消泡剂、发泡剂、膨胀剂和减水剂组成。消泡剂成分以具有化学惰性的有机硅类为主，能防止水泥砂浆搅拌过程中起泡， 具有持久的抑泡作用、成本低廉、用量少、应用范围广、无污染等优点。
发泡剂采用粒径分布、片径分布均勻的鳞片状铝粉，能够降低液体表面张力，产生大量均勻而稳定的泡沫，具有发泡稳定、耐热性好、用量少的优点。膨胀剂采用硫铝酸盐系膨胀剂，以硫铝酸钙矿物、明矾石、石膏为主要组成材料。 这种膨胀剂的膨胀效果好，不影响水泥强度。减水剂属于一种表面活性剂，以聚羧酸盐或氨基磺酸盐为主，水剂、粉剂均可，可使减水率达到30%以上。B剂采用松香类引气剂具有引气均勻稳定的特点，能明显改善塑性混凝土的工作性能，提高硬化混凝土的耐久性能。本发明把无机材料与有机材料有机结合起来，通过改性解决了外加剂与无机材料及有机材料相容性的问题。CA砂浆各主要性能指标既相互协调，又相互制约、相互影响。其中，通过外加剂对CA砂浆的各种性能进行改性，如引气作用、膨胀作用等，使CA砂浆各组分材料拌合后产生相互叠加、相互影响效应，从而使CA砂浆主要性能指标满足施工及设计要求。本发明通过优化外加剂原材料并提出科学配比，在用于配制CA砂浆时主要具备以下功能
外加剂与水泥及乳化浙青体系有很好的相容性，使用后不会出现砂浆分层、泌水、乳化浙青破乳、材料均勻性不好等问题。能够明显改善外加剂对水泥工作性能，延长CA砂浆可工作时间，提高CA砂浆早期强度，满足CA砂浆施工所需流动性能。可调整CA砂浆的含气量，使CA砂浆气孔均勻、含气量稳定在规定范围，膨胀率可控。可提高CA砂浆的抗冻性和耐久性，使CA砂浆具有良好的稳定性。该专用外加剂采用固体粉状材料制成，便于运输、保存及现场施工，适宜在不同的地域环境施工，具有良好的经济效益，在我国大规模的高速铁路建设中具有广阔的应用前景。本发明还特别提出了两种CA砂浆的配制方法，将外加剂的A剂、B剂与CA砂浆添加的成分及加料的顺序相适应，按特定先后顺序添加，能使外加剂中的A剂、B剂发挥其各自作用，所配制的CA砂浆达到最好的性能。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明CA砂浆配制方法一的工艺流程图。图2是本发明CA砂浆配制方法二的工艺流程图。
具体实施例方式实施例一，这种CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，由A剂和B剂构成，所述 A剂的原料占外加剂的重量百分比如下
有机硅消泡剂1% ；
鳞片状铝粉发泡剂0. 5% ；硫铝酸盐系膨胀剂85% ；
减水剂10% ；
所述B剂的原料占外加剂的重量百分比如下 松香类引气剂3.5%。
实施例二，这种CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，由A剂和B剂构成，所述A剂的原料占外加剂的重量百分比如下
有机硅消泡剂0. 5% ；
鳞片状铝粉发泡剂0. 5% ；
硫铝酸盐系膨胀剂75% ；
减水剂20% ；
所述B剂的原料占外加剂的重量百分比如下 松香类引气剂4%。
实施例三，这种CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，由A剂和B剂构成，所述A剂的原料占外加剂的重量百分比如下
有机硅消泡剂0. 3% ；
鳞片状铝粉发泡剂0. 2% ；
硫铝酸盐系膨胀剂80% ；
减水剂17. 5% ；
所述B剂的原料占外加剂的重量百分比如下 松香类引气剂2%。
实施例四，这种CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，由A剂和B剂构成，所述A剂的原料占外加剂的重量百分比如下 有机硅消泡剂1% ；
鳞片状铝粉发泡剂0. 1% ；
硫铝酸盐系膨胀剂90% ；
减水剂5% ；
所述B剂的原料占外加剂的重量百分比如下 松香类引气剂3.9%。
实施例五，这种CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，由A剂和B剂构成，所述A剂的原料占外加剂的重量百分比如下
有机硅消泡剂0. 6% ；
鳞片状铝粉发泡剂0. 4% ；
硫铝酸盐系膨胀剂83% ；
减水剂15% ；
所述B剂的原料占外加剂的重量百分比如下松香类引气剂1%。
上述实施例一至五中，所述硫铝酸盐系膨胀剂是由硫铝酸钙矿物、明矾石和石膏组成。 有机硅消泡剂可采用二甲基硅油、二氧化硅为主要原料，添加乳化剂和助剂配制而成，密度为0. 99X103kg/m3。鳞片状铝粉发泡剂的细度为200目筛余100%，密度为1. 10 1. 15g/ m3。减水剂为聚羧酸盐或氨基磺酸盐类减水剂。松香类引气剂是由松香与苯酚、硫酸、氢氧化钠经酯化反应制成。
参见图1所示，应用方法一，在工厂配制干粉砂浆，先将250 kg/m3 350 kg/m3的水泥、550 750 kg/m3的砂和外加剂中的A剂混合均勻配制成干粉砂浆，A剂的添加量为水泥、砂总重量的4 6% ；
将配制好的干粉砂浆运至工地现场，按干粉砂浆乳化浙青水=1 0.37 0.42 0. 05 0. 07的比例将干粉砂浆、乳化浙青和水搅拌均勻，最后按干粉砂浆重量的万分之 0. 01 0. 02加入外加剂中的B剂，搅拌均勻后配制成CA砂浆拌合物。
参见图2所示，应用方法二，在工厂将A剂和B剂分别配制、包装； 在施工现场直接配制CA砂浆，先将水泥与外加剂中的A剂混合，水泥用量为250 kg/ m3 350 kg/m3，A剂的添加量为水泥用量的10% 15%，然后加入430 460 kg/m3的乳化浙青、550 750 kg/m3的砂、55 65 kg/m3的水搅拌均勻，最后按水泥用量的0. 2% 0. 4% 加入外加剂中的B剂，搅拌均勻后配制成CA砂浆。用本发明制备的CA砂浆性能测试结果如下含气量8%，1天强度0. 89MPa, 28天强度2.01ΜΡ !，拌合物没有发生分层、泌水现象。
权利要求
1.一种CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，由A剂和B剂组成，其特征在于所述 A剂的原料占外加剂的重量百分比如下有机硅消泡剂0. 5% 1% ；鳞片状铝粉发泡剂0. 1% 0. 5% ；硫铝酸盐系膨胀剂75% 90% ；减水剂5% 20% ；所述B剂的原料占外加剂的重量百分比如下松香类引气剂1% 5%。
2.根据权利要求1所述的CRTSI型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，其特征在于所述有机硅消泡剂是采用二甲基硅油、二氧化硅为主要原料，添加乳化剂和助剂配制而成。
3.根据权利要求1所述的CRTSI型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，其特征在于所述鳞片状铝粉发泡剂的细度为200目筛余100%，密度为1. 10 1. 15g/m3。
4.根据权利要求1所述的CRTSI型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，其特征在于所述硫铝酸盐系膨胀剂由硫铝酸钙矿物、明矾石和石膏组成。
5.根据权利要求1所述的CRTSI型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，其特征在于所述减水剂为聚羧酸盐类减水剂或氨基磺酸盐类减水剂。
6.根据权利要求1所述的CRTSI型板式无碴轨道CA砂浆外加剂，其特征在于所述松香类引气剂是由松香与苯酚、硫酸、氢氧化钠经酯化反应制成。
7.一种应用权利要求1 6任意一项所述CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂的应用方法，其特征在于在工厂配制干粉砂浆，先将水泥、砂和外加剂中的A剂混合均勻配制成干粉砂浆，A剂的添加量为水泥、砂总重量的4 6% ；将配制好的干粉砂浆运至工地现场，将干粉砂浆、乳化浙青和水搅拌均勻，最后按干粉砂浆重量的万分之0. 01 0. 02加入外加剂中的B剂，搅拌均勻后配制成CA砂浆拌合物。
8.一种应用权利要求1 6任意一项所述CRTS I型板式无碴轨道CA砂浆外加剂的应用方法，其特征在于在工厂将A剂和B剂分别配制、包装；在施工现场直接配制CA砂浆，先将水泥与外加剂中的A剂混合，A剂的添加量为水泥用量的10% 15%，然后加入乳化浙青、砂、水搅拌均勻，最后按水泥用量的0.洲 0. 4%加入外加剂中的B剂，搅拌均勻后配制成CA砂浆。
全文摘要
一种CRTSⅠ型板式无碴轨道CA砂浆外加剂及其应用方法，该外加剂由A剂和B剂组成，所述A剂的原料占外加剂的重量百分比如下机硅消泡剂0.5%～1%；鳞片状铝粉发泡剂0.1%～0.5%；硫铝酸盐系膨胀剂75%～90%；减水剂5%～20%；所述B剂的原料占外加剂的重量百分比如下松香类引气剂1%～5%。本发明提供的CA砂浆专用外加剂通过优化外加剂原材料并提出科学配比，使外加剂具有改善CA砂浆的工作性能、延长CA砂浆工作时间的功能，能够很好地阻止CA砂浆发生分层离析、增加CA砂浆的早期强度，同时也能提高CA砂浆的抗冻性和耐久性，使CA砂浆具有良好的稳定性。
文档编号C04B24/42GK102173646SQ20111006812
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者廖娟, 张涛, 王宝华, 石云兴 申请人:中国建筑股份有限公司