一种高速铁路无砟轨道双块式轨枕专用耐久早强型外加剂的制作方法
【专利摘要】本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高速铁路无砟轨道双块式轨枕用耐久早强型外加剂，由下列组分按重量百分比配制而成：早强剂45~65%，阻锈剂15~25%，减水剂2~10%，引气剂4~10%，纤维7~10%，分散剂1~5%。该耐久早强型外加剂应用于无砟轨道双块式轨枕制造中，可改善轨枕混凝土的工作性，对混凝土和钢筋无腐蚀作用，提高轨枕混凝土的脱模强度和后期强度，同时显著改善轨枕混凝土的耐冲击性和耐久性，提高其使用寿命。
【专利说明】一种高速铁路无砟轨道双块式轨枕专用耐久早强型外加剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高速铁路无砟轨道双块式轨枕专用耐久早强型外加剂，适用于配制早强、高耐久性轨枕混凝土用外加剂，属于建筑材料领域。
【背景技术】
[0002]随着铁路重载、高速的要求日益提高，铁路线路也从现有的有砟向无砟转变，因而无砟轨枕的需求也就越来越多。轨枕是铁路轨道系统的重要承力部件。由于大部分轨枕露天服役且承受正、负双向弯矩，因而也是铁路混凝土结构中最容易被破坏的构件。我国铁路轨枕的实际使用寿命期一般为20-30年，甚至有的不到10年。铁路投资巨大，为最大限度地发挥铁路设备的经济效益，需要大幅度地提高混凝土性能，尤其是轨枕混凝土的使用寿命。因此需研发一种早强型外加剂，在可保证轨枕混凝土的力学性能不降低的前提下提高其耐久性，大幅度改善混凝土轨枕质量，延长使用寿命。[0003]国内已有人提出了混凝土高早强型外加剂及耐久混凝土矿物外加剂。中国专利CN103030317A公开了一种耐久性抗侵蚀型混凝土矿物外加剂，主要材料为金属生产中的工业尘埃，颗粒平均粒径为0.f 0.2 μ m，其特点是显著提高混凝土的抗侵蚀性，优化混凝土的孔结构，减少了渗水通道，杜绝了侵蚀介质的侵入，但其不能提高混凝土早期强度。中国专利CN102329096A公开了一种高早强矿物外加剂，其主要成分为矿粉、粉煤灰、硅灰、硫酸钠、聚羧酸减水剂混合而成，用这种高早强矿物外加剂所制成的混凝土早期活性高，后期强度发展良好，需水量小，但是对混凝土耐久性的提高没有影响。本发明通过早强剂、阻锈剂、引气剂、分散剂、减水剂、纤维等组分，既能增强无砟轨道轨枕混凝土的早期强度，也能提高其耐久性能。
[0004]双块式轨枕混凝土属于低水胶比干硬性高强混凝土，每立方混凝土中胶凝材料的用量大。为了提高轨枕混凝土的早期强度及耐久性，常会用矿粉及硅灰等矿物粉末作为掺合料，利用掺合料的火山灰效应、填充密实效应、增塑效应、提高耐久性效应来改善混凝土的性能，但是硅灰会使影响混凝土的工作性能，增加混凝土的需水量，矿粉的活性指数低，会使混凝土出现脱模强度较低的情况，而且后期强度也难以达到标准。因此，在掺有矿粉或硅灰等掺合料的轨枕混凝土中，开发一种耐久早强型外加剂，保证混凝土具有稳定的工作性，大大提高其早期强度，提高掺合料的活性，增强混凝土质量稳定性，改善混凝土耐久性是非常有意义和价值的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种可以提高轨枕混凝土早期强度，且可以改善轨枕混凝土抗冲击性能、抗酸碱盐侵蚀性能、抗氯离子渗透性能、抗冻融性能的耐久早强型外加剂。
[0006]本发明的技术方案是:一种高速铁路无砟轨道双块式轨枕用耐久早强型外加剂，其特征在于:其原料组成配比按重量计为:早强剂45~65%，阻锈剂15~25%，减水剂2~10%，引气剂4~10%，纤维7~10%，分散剂I~5%。[0007]按上述方案，所述的早强剂为甲酸钙与硫酸钠，其比例约为3:1。
[0008]按上述方案，所述的阻锈剂为亚硝酸钙与亚硝酸钠，其比例约为1:1。
[0009]按上述方案，所述的减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
[0010]按上述方案，所述的引气剂为皂素类非离子型引气剂。
[0011]按上述方案，所述的纤维为无机亲水性矿物纤维。
[0012]按上述方案，所述的分散剂为聚丙烯酰胺。
[0013]使用时，将本发明所配制的耐久早强型外加剂按加入到轨枕混凝土中的掺合料的10%的比例加入轨枕混凝土中，和水泥、掺合料同时投入混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
[0014]本发明的优点在于:(I)采用引气剂，增加了混凝土中微小而且独立的气泡个数，这些气泡能在混凝土总起着润滑作用，大大的改善混凝土的工作性，混凝土含气量的增加，也有利于混凝土的抗冻融性能。(2)在耐久早强型外加剂中预混减水剂，改善了轨枕混凝土的工作性能；(3)采用早强剂提高轨枕混凝土中掺合料的Id活性指数和保障轨枕混凝土具有较高的早期强度，并且后期强度持续增长；(4)采用阻锈剂，防止轨枕中的钢筋桁架产生锈蚀，改善了钢筋与混凝土的界面性质，提高了界面粘结力，提高了轨枕的服役寿命；
(5)引入长度为5mn T6.2mm的亲水性纤维，这种亲水性纤维具有很好的分散能力，且与混凝土有很好的相容性和，对轨枕混凝土现有施工工艺无特殊要求，施工方便，工作性高，质量稳定。使用该种亲水性纤维，能减少轨枕混凝土的泌水、离析等现象。另外，纤维在混凝土中呈均匀三维乱向分布，起到了一定的骨架作用，并与混凝土产生摩擦力和机械咬合力，提高了混凝土的内聚力，因而提高了混凝土的抗开裂性能，并且大大提高了混凝土与钢筋粘结强度和冲击力。(6)采用分散剂，可以在搅拌时，使纤维更均匀的分布在混凝土中，并且将早强剂更均匀的分散开来，使得轨枕混凝土的质量更稳定。
【具体实施方式】
[0015]以下结合具体实例对本发明做进一步说明。
[0016]实施例1:
称取各原料:早强剂6.5kg、减水剂0.7kg、引起剂0.4kg、阻锈剂1.4kg、纤维0.9kg、分散剂0.1kgo将早强剂、减水剂、引气剂、阻锈剂、纤维等成分投入搅拌机中混合5分钟，再将分散剂投入搅拌机中继续混合5分钟，包装成袋即可。
[0017]所述的早强剂为甲酸钙与硫酸钠的化学纯试剂，比重为3:1 ;所述的阻锈剂为亚硝酸钙与亚硝酸钠的化学纯试剂，比重为1:1;所述的减水剂为巴斯夫(中国)有限公司生产的2651F粉状聚羧酸系减水剂；所述的引气剂为皂素类复配型非离子型表面活性剂；所述的纤维为江苏奥米建材科技有限公司的奥米矿物纤维，主要成分为硅酸盐，长度为5mnT6.2mm ;所述的分散剂为聚丙烯酰胺化学纯试剂。
[0018]使用时，将本发明所配制的耐久性早强型外加剂按掺合料10%的比例加入轨枕混凝土中的水泥，和水泥同时投入混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
[0019]实施例2:
称取各原料:早强剂6.0kg、减水剂0.6kg、引起剂0.5kg、阻锈剂1.9kg、纤维0.8kg、分散剂0.2kg。将早强剂、减水剂、引气剂、阻锈剂、纤维等成分投入搅拌机中混合5分钟，再将分散剂投入搅拌机中继续混合5分钟，包装成袋即可。
[0020]所述的早强剂为甲酸钙与硫酸钠的化学纯试剂，比重为3:1 ;所述的阻锈剂为亚硝酸钙与亚硝酸钠的化学纯试剂，比重为1:1;所述的减水剂为巴斯夫(中国)有限公司生产的2651F粉状聚羧酸系减水剂；所述的引气剂为皂素类复配型非离子型表面活性剂；所述的纤维为江苏奥米建材科技有限公司的奥米矿物纤维，主要成分为硅酸盐，长度为5mnT6.2mm ;所述的分散剂为聚丙烯酰胺化学纯试剂。
[0021]使用时，将本发明所配制的耐久性早强型外加剂按掺合料10%的比例加入轨枕混凝土中的水泥，和水泥同时投入混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
[0022]实施例3:
称取各原料:早强剂5.5kg、减水剂0.5kg、引起剂0.6kg、阻锈剂2.4kg、纤维0.7kg、分散剂0.3kg。将早强剂、减水剂、引气剂、阻绣剂、纤维等成分投入搅拌机中混合5分钟，再将分散剂投入搅拌机中继续混合5分钟，包装成袋即可。
[0023]所述的早强剂为甲酸钙与硫酸钠的化学纯试剂，比重为3:1 ;所述的阻锈剂为亚硝酸钙与亚硝酸钠的化学纯试剂，比重为1:1;所述的减水剂为巴斯夫(中国)有限公司生产的2651F粉状聚羧酸系减水剂；所述的引气剂为皂素类复配型非离子型表面活性剂；所述的纤维为江苏奥米建材科技有限公司的奥米矿物纤维，主要成分为硅酸盐，长度为5mnT6.2mm ;所述的分散剂为聚丙烯酰胺化学纯试剂。
[0024]使用时，将本发明所配制的耐久性早强型外加剂按掺合料10%的比例加入轨枕混凝土中的水泥，和水泥同时投入混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
[0025]实施例4:
称取各原料:早强剂5.0kg、减水剂0.4kg、引起剂0.7kg、阻锈剂2.5kg、纤维1.0kg、分散剂0.4kg。将早强剂、减水剂、引气剂、阻绣剂、纤维等成分投入搅拌机中混合5分钟，再将分散剂投入搅拌机中继续混合5分钟，包装成袋即可。
[0026]所述的早强剂为甲酸钙与硫酸钠的化学纯试剂，比重为3:1 ;所述的阻锈剂为亚硝酸钙与亚硝酸钠的化学纯试剂，比重为1:1;所述的减水剂为巴斯夫(中国)有限公司生产的2651F粉状聚羧酸系减水剂；所述的引气剂为皂素类复配型非离子型表面活性剂；所述的纤维为江苏奥米建材科技有限公司的奥米矿物纤维，主要成分为硅酸盐，长度为5mnT6.2mm ;所述的分散剂为聚丙烯酰胺化学纯试剂。
[0027]使用时，将本发明所配制的耐久性早强型外加剂按掺合料10%的比例加入轨枕混凝土中的水泥，和水泥同时投入混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
[0028]实施例5:
称取各原料:早强剂4.6kg、减水剂0.4kg、引起剂1.0 kg、阻锈剂2.5kg、纤维1.0kg、分散剂0.5kg。将早强剂、减水剂、引气剂、阻绣剂、纤维等成分投入搅拌机中混合5分钟，再将分散剂投入搅拌机中继续混合5分钟，包装成袋即可。
[0029]所述的早强剂为甲酸钙与硫酸钠的化学纯试剂，比重为3:1 ;所述的阻锈剂为亚硝酸钙与亚硝酸钠的化学纯试剂，比重为1:1;所述的减水剂为巴斯夫(中国)有限公司生产的2651F粉状聚羧酸系减水剂；所述的引气剂为皂素类复配型非离子型表面活性剂；所述的纤维为江苏奥米建材科技有限公司的奥米矿物纤维，主要成分为硅酸盐，长度为5mnT6.2mm ;所述的分散剂为聚丙烯酰胺化学纯试剂。[0030]使用时，将本发明所配制的耐久性早强型外加剂按掺合料10%的比例加入轨枕混凝土中的水泥，和水泥同时投入混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
[0031]各实施例产品在轨枕混凝土中的应用效果汇总如下表，轨枕混凝土的配合比为(kg/m3):空白样:P.042.5水泥432 ;中砂657 ;碎石1119 ;减水剂5.76 ;水134.4 ;超细矿粉28.8 ;硅灰19.2。实施例1~5:P.042.5水泥432 ;超细矿粉28.8 ;硅灰19.2 ;中砂657 ;碎石1119 ;减水剂5.76 ;水134.4 ;耐久早强型外加剂4.8。超细矿渣粉为比表面积为50(T600m2/kg的矿粉；所述的高活性硅灰为比表面积大于25000 m2/kg、硅含量大于95%的微硅粉。
【权利要求】
1.一种高速铁路无砟轨道双块式轨枕专用耐久早强型外加剂，其特征在于:其原料组成配比按重量计为:早强剂45~65%，阻锈剂15~25%，减水剂2~10%，引气剂4~10%，纤维7~10%，分散剂I~5%。
2.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道双块式轨枕专用耐久早强型外加剂，其特征在于:所述的早强剂为甲酸钙与硫酸钠的混合物，两种试剂均为工业级产品，有效成分含量85%以上，重量比为3:1。
3.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道双块式轨枕专用耐久早强型外加剂，其特征在于:所述的阻锈剂为亚硝酸钙与亚硝酸钠的混合物，两种试剂均为工业级产品，有效成分含量85%以上,重量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道双块式轨枕专用耐久早强型外加剂，其特征在于:所述的减水剂为粉末状聚羧酸减水剂。
5.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道双块式轨枕专用耐久早强型外加剂，其特征在于:所述的引气剂为皂素类复配型非离子型表面活性剂，外观为淡黄色粉末。
6.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道双块式轨枕专用耐久早强型外加剂，其特征在于:所述的纤维为矿物亲水性纤维，长度为5飞.2mm。
7.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道双块式轨枕专用耐久早强型，其特征在于:所述的分散剂为 聚丙烯酰胺，试剂为工业级产品，有效成分含量85%以上。
【文档编号】C04B24/12GK103613304SQ201310585865
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】马保国, 陈方颉, 朱艳超 申请人:武汉华轩高新技术有限公司