一种用于预应力混凝土轨道板的封锚材料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及建筑工程，尤其涉及一种用于预应力混凝土轨道板的封锚材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、无砟轨道因具有整体性强、稳定性好、使用寿命长、噪音低、粉尘小、美化环境、便于维护等优点，在高速铁路上得到了广泛的应用。其中crtsⅲ型板式无砟轨道系统是我国自主研发的新型无砟轨道结构型式，已基本形成设计理论、结构设计、工程材料、建造技术和养护维修等成套技术。预应力混凝土轨道板是无砟轨道结构重要组成部分，预应力混凝土轨道板在预应力放张结束后，需对锚穴孔进行封堵处理，以防止外部环境因素侵蚀预应力筋，造成预应力损失、锈蚀，进而影响轨道结构的使用寿命。

2、依据《无砟轨道轨道板crtsⅲ型板式无砟轨道》(tb/t3579-2022)标准要求：封锚砂浆宜采用塑性封锚砂浆；除满足封锚砂浆技术指标要求外，不准许锚穴部位表面缺陷(裂纹、离缝、起壳等)，对封锚砂浆产品质量和现场施工作业质量提出了更高的技术要求。现有技术中封锚砂浆材料多采用双组份材料，即干料和乳液，干料多以硫铝酸盐水泥为主要胶凝材料，复配矿物掺合料、功能性助剂、细骨料等，乳液多以苯丙乳液、丙烯乳液等为主，现场施工时按照比例混合搅拌成型。使用该种技术的封锚砂浆产品具有较好的早期强度、抗渗性能和微膨胀性能，但混凝土轨道板在养护过程中由于封锚砂浆和混凝土收缩系数不同宜导致在锚穴周边形成离缝，且由于早期强度增长较快，在后期易出现锚穴开裂和强度不足等情况。在使用该技术的封锚砂浆时由于乳液易挥发刺鼻气味，对施工环境不友好，需佩戴劳防用品以防止对作业人员产生身体伤害。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种用于预应力混凝土轨道板的封锚材料及其制备方法与应用，其解决了锚穴周边易形成离缝，以及锚穴后期易出现开裂和强度不足等的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、第一方面，本发明实施例提供一种用于预应力混凝土轨道板的封锚材料，包括胶凝材料和骨料；

6、所述胶凝材料包括如下重量份的成分：45-55份水泥、1-10份矿物掺合料、1-2.5份膨胀剂、0.1-0.4份减水剂、0.01-0.1份消泡剂、0.1-0.4份可再分散性乳胶粉、1-5份早强剂和0.05-0.3份纤维素醚；

7、所述骨料包括如下重量份的成分：20-40份粒径≥30目且<70目的石英砂和10-30份粒径≥70目且＜120目的石英砂。

8、优选地，所述胶凝材料包括如下重量份的成分：47份水泥，3-5份矿物掺合料，1-1.5份膨胀剂，0.1-0.2份减水剂，0.02-0.06份消泡剂，0.1-0.3份可再分散性乳胶粉，1-2.5份早强剂和0.05-0.15份纤维素醚；

9、所述骨料包括如下重量份的成分：20-30份粒径≥30目且<70目的石英砂和10-20份粒径≥70目且＜120目的石英砂。

10、可选地，所述水泥为硅酸盐水泥；所述矿物掺合料为矿渣粉和硅粉中的一种或两种；所述膨胀剂为ii型膨胀剂；所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述消泡剂为聚醚消泡剂；所述可再分散性乳胶粉为rdp i型可再分散性乳胶粉或vae型可再分散性乳胶粉，拉伸强度超过11mpa；所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素。

11、可选地，所述硅酸盐水泥为p.o42.5硅酸盐水泥、p.o52.5硅酸盐水泥、p.o42.5r硅酸盐水泥中的一种；所述矿渣粉的细度超过1250目；所述硅粉为不加密硅粉，活性指数超过110％；所述ii型膨胀剂包括硫铝酸盐-氧化钙类膨胀剂或氧化钙类膨胀剂中的一种或两种；所述早强剂包括碳酸锂、硫酸锂、甲酸钙或硫氰酸钠中的一种或两种以上。

12、优选地，所述硅酸盐水泥为p.o 52.5硅酸盐水泥，本发明选用p.o 52.5硅酸盐水泥具有强度高、抗渗透性好、耐久性强等优点。

13、优选地，所述膨胀剂为硫铝酸盐-氧化钙类膨胀剂；所述可再分散性乳胶粉为vae型可再分散性乳胶粉，拉伸强度超过11mpa；所述早强剂性能减水率小于3％，1d抗压强度比大于140％，28d抗压强度比大于100％。

14、可选地，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为8万-10万。

15、第二方面，本发明实施例提供一种用于预应力混凝土轨道板的封锚材料的制备方法，包括如下步骤：

16、(1)按重量份称取原材料，在搅拌机中依次加入水泥、矿物掺合料、骨料和早强剂，充分搅拌均匀后再依次加入膨胀剂、减水剂、可再分散性乳胶粉、纤维素醚和消泡剂，充分搅拌均匀后得到粉体砂浆材料；

17、(2)将水加入搅拌机中，搅拌过程中，将所述粉体砂浆材料加入搅拌机，搅拌均匀，即得。

18、可选地，所述粉体砂浆材料与水按重量比为1000：260-280的比例添加。

19、第三方面，本发明实施例提供一种用于预应力混凝土轨道板的封锚材料的应用，应用于预应力混凝土轨道板的锚穴孔封堵。

20、(三)有益效果

21、本发明的有益效果是：本发明提供了一种用于预应力混凝土轨道板的封锚材料与应用，本发明的封锚材料能满足用于预应力混凝土轨道板封锚砂浆工作性能(可施工时间、可剂出性)的要求，是一种力学性能和耐久性能较良好的快速封锚砂浆材料。

22、本发明是基于普通硅酸盐水泥(p.o52.5)为主要胶凝材料，通过添加复合矿渣粉和硅粉提高浆体流动性和密实性；使用早强剂解决砂浆早期强度增长缓慢和后期强度衰减的问题；使用纤维素醚和可再分散性乳胶粉解决砂浆可塑性差的问题，纤维素醚和可再分散性乳胶粉还有利于提高材料固化体的抗温度骤变引起的膨胀收缩能力；使用大量两个粒径区间(≥30目且<70目，≥70目且＜120目)级配的石英砂来解决目前封锚砂浆表面的砂粒感明显，美观不足的问题；在添加纤维素醚和可再分散性乳胶粉基础上，再配合使用ii型膨胀剂可进一步有效解决砂浆硬化阶段收缩开裂问题；使用消泡剂来降低砂浆中的含气量，避免材料固化体中间出现微小孔隙、微细裂缝甚至空腔等问题。

23、本发明的封锚材料具有良好的早期强度、抗渗性能和微膨胀性能，使用本发明的封锚材料对锚穴孔封堵后，混凝土轨道板在养护过程中未出现在锚穴周边形成离缝的情况。并且在后期未出现锚穴开裂和强度不足等情况。本发明的封锚材料未使用易挥发的有机溶剂，不产生刺鼻气体，对施工环境友好，对作业人员不会产生身体伤害。

24、本发明提供的快速封锚材料施工性能好，操作简便，可施工时间长，使用时，加水搅拌即可使用，适合用于预应力混凝土轨道板封锚施工。

25、本发明提供的用于预应力混凝土轨道板的快速封锚材料具有优良的施工性能。该材料新拌浆体具有很好的塑性、粘附力和抗塑性变形性能，封锚施工不会出现流淌、塌孔现象，封锚砂浆与基体混凝土粘结性能良好，在室外养护期间不会产生收缩裂纹和收缩缝隙，有效保障了轨道板预应力体系的稳定性。

26、本发明提供的用于预应力混凝土轨道板的快速封锚材料具有较高的早期强度和后期强度持续发展，可达到轨道板设计标准要求，具有良好的力学性能和耐久性能。材料中掺加了可再分散性乳胶粉和纤维素醚使其粘结性能和砂浆拌合物的粘聚性得到很大提高，同时配合添加的膨胀剂以及活性矿物掺合料等可进一步大幅度提高材料固化体的抗裂性能。使用该材料封锚成型后，锚穴表面细腻、光洁，无明显沙粒感，且硬化后的砂浆与基体混凝土颜色基本一致。