水泥沥青砂浆（通用10篇）
水泥沥青砂浆 篇1
1 概述
材料的宏观性能是其微观性能的具体反映, 是内在微观性能的外在表现[1,2,3]。水泥乳化沥青砂浆材料的微观结构及性能决定了无机-有机复合水泥乳化沥青砂浆材料的力学行为和耐久性能。通过对水泥乳化沥青砂浆材料的孔结构分析、SEM分析, 以及水泥乳化沥青砂浆与混凝土界面结合方式的分析研究, 得出水泥乳化沥青砂浆材料微观结构和组成砂浆材料与种类密切相关。研究结论有助于加深对水泥乳化沥青砂浆复合材料微观性能的认识, 进一步提高该材料的技术开发与应用水平。
2 水泥乳化沥青砂浆孔结构分析
孔结构是水泥乳化沥青砂浆结构体系中重要的组成之一, 在水泥乳化沥青砂浆结构体系中存在大量孔径大小不等、形貌不同和空间排列各异的不同空隙及孔结构。水泥乳化沥青砂浆中的空隙及孔结构包含有硬化水泥石中的空隙、界面区中的空隙、砂浆搅拌中引入的空气以及由引气剂引入的空气等形成的空隙及孔结构。水泥乳化沥青砂浆空隙与孔的结构特征对砂浆的力学性能及耐久性能等宏观行为具有重要影响。通常, 空隙率越小, 强度和耐久性能越高;在总空隙率相同的情况下, 小孔的比例越大或平均孔径尺寸越小, 强度和耐久性能越高。
水泥乳化沥青砂浆28 d抗压强度与孔隙率之间的关系见图1。
由图1可以看出, 水泥乳化沥青砂浆28 d抗压强度随孔隙率的增加而减小。既然空隙与孔结构对水泥乳化沥青砂浆宏观行为影响重大, 那么研究砂浆空隙与孔结构, 包括孔径大小、孔径分布及空隙总面积等就尤为重要。结合不同组成材料及不同砂浆配合比, 对水泥乳化沥青砂浆的孔结构进行研究。
乳化沥青是组成水泥乳化沥青砂浆的关键材料, 不同性能品质乳化沥青与细骨料界面结合方式及紧密结合程度不同, 不同性能品质乳化沥青与水泥水化产物的交互作用及紧密结合程度不同。这些不同的界面结合方式、交互作用及紧密结合程度, 直接影响着水泥乳化沥青砂浆的孔径大小、孔形貌及孔的空间排列状况, 并最终影响其空隙结构。
由2种不同乳化沥青材料所制备而得的水泥乳化沥青砂浆, 其孔结构特征见表1。其中砂浆S1、S2采用乳化沥青R1, 砂浆S3、S4采用乳化沥青R2。
由表1可以看出, 采用不同乳化沥青所制得的水泥乳化沥青砂浆其总空隙面积、体积中间孔径、面积中间孔径、平均孔径和特征长度有着显著的差异。
S1、S2和S3、S4砂浆空隙结构见图2, 其中曲线1、2为S1、S2砂浆空隙结构曲线, 采用R1乳化沥青, 曲线3、4为S3、S4砂浆空隙结构曲线, 采用R2乳化沥青。
由图2可以看出, 同一种乳化沥青配制的水泥乳化沥青砂浆, 其孔结构相似, 不同乳化沥青配制的水泥乳化沥青砂浆, 孔隙结构差异显著。
不同砂浆孔径分布见图3。
由图3可以看出, 不同乳化沥青制得的水泥乳化沥青砂浆其孔径分布大不相同, 而且S1、S2砂浆中小于200μm孔径约占全部孔径50%;S3、S4砂浆孔径较大, 小于200μm孔径约占全部孔径13%, 大于200μm孔径约占全部孔径87%。按照美国学者Mehta P K的孔径理论, 认为孔径大于100μm, 对材料强度和渗透性会有消极影响[4,5,6,7,8,9,10];藉此理论, 可以判断采用原材料R1乳化沥青所制得的水泥乳化沥青砂浆所形成的空隙和孔结构较采用原材料R2乳化沥青所制得的水泥乳化沥青砂浆所形成的空隙和孔结构更为合理, 具有更优的力学性能和耐久性能。但是, 由于砂浆中各个组分存在不同的迭加效应和相互作用, 因此, 不能简单的认为水泥乳化沥青砂浆的宏观行为 (强度、耐久性) 只决定于砂浆的孔隙率和孔结构。
研究还发现, 当采用不同砂浆配合比时, 只要所制得水泥乳化沥青砂浆满足暂行条件技术要求, 其空隙分布尽管有所不同, 但差异不是特别显著。
3 水泥乳化沥青砂浆SEM分析
水泥乳化沥青砂浆是一个非匀质的多相复合体, 主要由硬化水泥浆体、细骨料、沥青颗粒、空隙和孔等组成。在水泥乳化沥青砂浆物质结构体系中, 存在砂1/4水泥浆体、砂1/4沥青颗粒和沥青颗粒1/4水泥浆体等多种结合方式, 各种组成材料及水泥水化矿物俩俩结合相互作用。由于硬化水泥浆体、沥青微粒和骨料的膨胀变形不一致, 或因骨料表面包裹水膜, 骨料与水泥浆体粘结, 沥青微粒与水泥浆体胶结、沥青微粒与骨料粘结等结合方式各不相同, 以及一定的空隙存在等因素, 致使在水泥乳化沥青砂浆内部各组分之间会产生细微的缝隙和微弱结构界面。该裂纹或微弱结构界面是砂浆中的最薄弱环节, 是直接影响砂浆力学性能与耐久性的重要因素。为了进一步观察砂浆内部矿物及界面结构的状况, 本试验利用扫描电子显微镜观察砂浆内部矿物及砂浆界面的28 d形貌特征 (见图4—图7) 。
由图4、图5可以看出, 在水泥乳化沥青砂浆结构体系中, 骨料和沥青微粒均匀分散在水泥浆体中;由图6可以看出, 在水泥乳化沥青砂浆结构体系中, 存在大量大小不等形态各异的孔结构及不同的多相结合界面;由图7可以看出, 在水泥乳化沥青砂浆各组分、矿物结合界面及孔隙中, 存在大量反应生成物, 且相互黏结螯合。从实物形貌结构上进一步解释了水泥乳化沥青砂浆强度形成机理。
4 水泥乳化沥青砂浆与混凝土界面结构分析
水泥乳化沥青砂浆与混凝土的结合情况影响着砂浆与混凝土的粘接强度, 决定着无砟轨道结构使用性能和列车的安全平稳运行。新拌水泥乳化沥青砂浆浆体在压应力、自流渗透和浸渍作用下, 由混凝土表面侵入内部空隙和毛细孔道, 在结合界面处与原生混凝土组分及水化矿物发生二次反应及二次水化反应, 形成新的反应物, 各反应物之间相互结合填充, 形成新的界面网络结构。利用扫描电子显微镜观察了不同龄期 (7 d和28 d) 水泥乳化沥青砂浆与混凝土界面结合情况的形貌特征 (见图8、图9) 。
由图8、图9可以看出, 在水泥乳化沥青砂浆和原生混凝土间存在一明显界面, 随着水化反应和二次反应的不断发展, 界面逐渐被反应物密实填, 相互结合成网络构架, 产生一定的粘结强度, 从实物形貌结构上进一步解释了水泥乳化沥青砂浆与原生混凝土界面连接较好, 结构相对紧凑密实。
图10—图13是水泥乳化沥青砂浆与原生混凝土界面结合情况宏观图片及断裂图片。
从图10—图13可以清晰看出, 水泥乳化沥青砂浆与混凝土紧密结合, 在外力破坏作用下, 其断裂位置并不局限在砂浆与混凝土结合界面, 大部分断裂位置在原生混凝土自身界面, 说明砂浆与原生混凝土之间结合紧密, 粘接有力。
5 结论
(1) 孔结构是水泥乳化沥青砂浆微观结构体系中重要组成结构之一, 空隙率越小, 强度和耐久性能越高;在总空隙率相同的情况下, 小孔的比例越大或者平均孔径尺寸越小, 强度和耐久性能越高;
(2) 采用不同乳化沥青所制得的水泥乳化沥青砂浆其总空隙面积、体积中间孔径、面积中间孔径、评均孔径和特征长度有着显著的差异;
(3) 采用R1乳化沥青所制得的水泥乳化沥青砂浆与R2乳化沥青所制得的水泥乳化沥青砂浆相比较, 由于其所形成的空隙和孔结构更为合理, 故具有更优的力学和耐久性能;
(4) 砂浆中各个组分存在不同的迭加效应和相互作用, 不能简单的认为水泥乳化沥青砂浆的宏观行为 (强度、耐久性) 只决定于砂浆的孔隙率和孔结构;
(5) 裂纹或微弱结构界面是砂浆中的最薄弱环节, 是直接影响砂浆力学性能与耐久性的重要因素;
(6) 在水泥乳化沥青砂浆各组分、矿物结合界面及孔隙中, 存在大量反应生成物, 且相互黏结螯合;
(7) 新拌水泥乳化沥青砂浆浆体在压应力、自流渗透和浸渍作用下, 侵入原生混凝土内部空隙和毛细孔道, 在结合界面处与原生混凝土组分及水化矿物发生二次反应及二次水化反应, 形成新的反应物, 各反应物之间相互结合填充, 形成新的界面网络结构;
(8) 水泥乳化沥青砂浆与原生混凝土界面连接较好, 界面结构紧凑密实。
参考文献
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水泥沥青砂浆 篇2
【摘 要】本文介绍了水泥乳化沥青砂浆贯入式半柔性路面结构的特点，并进一步阐述了水泥乳化沥青砂浆贯入式半柔性路面强度形成的机理及其特征。
【关键词】水泥乳化沥青砂浆；贯入式；半刚性路面；强度形成机理
[文章编号]1619-2737（2016）05-18-273
【Abstract】This article describes the characteristics of emulsified asphalt cement mortar penetration semi-flexible pavement structure， and further elaborated mechanism and characteristics of emulsified asphalt cement mortar penetration semi-flexible pavement strength of the formation.
【Key words】Emulsified asphalt cement mortar；Penetration formula；Semi-rigid pavement；Strength Mechanism
1. 前言
（1）水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面的施工方法是：首先把级配碎石摊铺在下承层上，整平稳压后把拌和好的水泥乳化沥青砂浆贯入碎石间隙中，然后经过养生、碾压等成型即成为半刚性路面。
（2）水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面混合料是在集料中加入一定比例的水泥，利用水泥水化吸水加速乳化沥青破乳，水泥水化物和沥青交织裹覆集料形成的立体网络，提高乳化沥青混凝土的早期强度和高温稳定性。水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面混合料以乳化沥青和水泥这两种性质差异很大的材料作为结合料，其强度和刚度均比普通沥青混凝土高，但比水泥混凝土低，其力学特点在于刚柔并济，以柔性为主，兼具刚性，所以也被称为半柔性路面材料或半刚性路面材料。
2. 水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面强度形成机理
水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面的强度主要由两部分构成：一是由骨料之间的摩擦力提供的强度；二是由水泥沥青复合材料的粘聚力和凝聚力提供的强度。
2.1 摩擦力提供的强度。
（1）在半刚性路面传统施工工艺情况下，粗集料都要么先与胶结料（沥青或水泥或兼而有之）拌和，要么在骨架空隙型的沥青路面中贯入乳浆，这些都使粗集料周围沾满胶结料，然后再做成路面，这样形成的路面结构中承重骨架形式是：“石——沥青——石”、或“石——薄层水泥石——石”、或“石——沥青+薄层水泥石——石”；而在水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面中，粗集料先嵌挤锁结，最小距离的接近，最大面积的接触，水泥乳化沥青砂浆在贯入的过程中不会把粗骨料形成的骨架撑开，骨架形式基本是：“石——石”。 “石——石”骨架结构与“石——沥青——石”或“石——薄层水泥石——石”或“石——沥青+薄层水泥石——石”相比，骨架能提供的摩擦力达到最大，抗压强度和抗剪切强度都高得多。
（2）图1是在沥青混凝土路面上做水泥乳化沥青砂浆路面取心的照片，上部为水泥乳化沥青砂浆贯入式路面结构，骨料排列紧密，形成“石——石”骨架结构；下部为沥青混凝土路面结构，骨料悬浮于沥青胶浆中，形成“石——沥青——石”结构。
2.2 粘聚力和凝聚力提供的强度。
水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面由粘聚力和凝聚力提供的强度的形成包括水泥水化和乳化沥青破乳两个环节，两者均为物理——化学反应，而且相互之间是交叉进行的。
2.2.1 水泥水化。
水泥水化在水泥表面的铝酸盐矿物和石膏溶于水生成钙矾石，沉积在水泥颗粒表面形成薄膜包裹层，水泥颗粒相互吸引，形成絮状结构，终凝结束水化反应仍在继续进行，生成的各种水化物不断地填充水泥浆絮凝结构中的孔隙，使胶体更加紧密，强度逐渐增大。
2.2.2 沥青乳化破乳。
乳化沥青属于热力学不稳定体系，最终平衡应该是油水分离，破乳是其必然结果。乳化沥青与集料拌和时的破乳可分为在集料表面的破乳和乳化沥青自身的聚结破乳。乳化沥青在集料表面的破乳是乳化沥青与矿料接触后，由于离子电荷的吸附（这是沥青颗粒与集料结合的一种重要力量，促使强度的形成）和水份的挤出，许多沥青微滴相互聚结，成为连续整体薄膜的过程；乳化沥青自身的聚结破乳是乳化沥青中胶团因发生不可逆的聚结破坏，油水分离，最终使沥青成为连续相的过程。
2.2.3 结合料在强度形成中的作用。
2.2.3.1 水泥的作用。
水泥在路面混合料强度形成过程中的重要作用除了加速乳化沥青的破乳速率以外，还有以下以下几方面：（1）水泥水化产物形成空间网状结构对混凝土的“加筋”作用，；（2）水化物切断混凝土内部相连的微孔，形成均匀密实，孔隙闭合的整体，提高了混凝土的总体强度，同时水泥水化时体积增加，生成的水化产物填充了乳液中水分蒸发形成的空隙，使混凝土更加密实，也相应地提高了混凝土的稳定性和耐久性；（3）加入少量水泥后，乳化沥青与集料粘附等级将会提高，乳化沥青一集料粘附性能得到提高。
2.2.3.2 水泥、乳化沥青共同的作用。
（1）在水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面新拌混合料中，水泥的水化作用和乳化沥青的破乳这两个过程是同时发生，相互促进，交互作用，所形成的水泥石和沥青相互填充，相互包裹，相互交叉，是一种新型的二级网架结构，填充于骨料所形成的一级网架之间，而且与骨料紧密胶结，形成刚柔相济的空间网架结构，强化了路面抵抗变形的能力。
（2）水泥水化产物使得水泥浆体中固相比列增大，提高早期强度，同时较多的反应产物会填补浆体一集料界面区内的空隙，增强界面区强度，提高路面整体性能。因而，与沥青混凝土相比，水泥乳化沥青砂浆贯入式路面具有较高的强度；但由于乳化沥青中的沥青含量较高，油分较大，而且沥青与水泥的粘附性比与集料的粘附性强，故水泥乳化沥青混合料中的部分乳化沥青与水泥会凝聚成团，对混合料强度的形成产生一定影响，防止路面强度过高。
2.3 水泥乳化沥青混合料浆体——集料界面区结构特征。
（1）在乳化沥青混合料中，是否使用水泥将引起混合料路用性能的变化，也会使浆体及浆体一集料界面区微观结构和性能发生变化；浆体及界面区结构与性能的变化又可以解释混合料路用性能变化的原因或机理。
（2）在乳化沥青混合料中，掺加水泥后的乳化沥青混合料浆体一集料界面间距减小，界面区出现较为明显的凝胶，增加了浆体-集料界面的粘附性能；而且乳化沥青混凝土掺加水泥后，界面区单纯的光滑的沥青浆体变的有突起，立体结构较强，与集料的粘附面积增大。因此，相同乳化沥青用量条件下，随着水泥用量的增加，混合料水灰比降低，生成了较多的凝胶物质，增加了浆体本身的强度及浆体一集料界面粘附性能，提高了混凝土的稳定度、抗压强度等力学性能，改善了路面的高温稳定性、低温抗裂性和水稳性等性能。
3. 小结
综上所述，水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面的强度主要是由骨料之间的摩擦力和水泥乳化沥青的凝聚力及粘聚力形成的。
水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面形成了“石-石”结构，并且改善了水泥乳化沥青混合料浆体——集料界面区结构特征，骨料之间的摩擦力和骨胶之间的粘结力都达到最大值，路面获得了强大的抗压强度和抗剪强度，路面的承载能力和高温稳定性大幅度提高。因此，水泥乳化沥青砂浆贯入式半刚性路面结构能够保证路面具有足够的强度，有效防止高温下沥青软化时混合料产生过大的变形或者位移。
参考文献
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浅谈水泥沥青砂浆的缺陷修补 篇3
以对列车走行破坏小、耐久性强和成本低廉为无砟轨道的开发原则,CA砂浆(Cement Asphalt Mortar)是板式无砟轨道结构弹性调整层的关键组成部分(比较成功的技术路线),它是由专用沥青乳液、水泥、掺合材料、细骨料、水、铝粉等材料在常温下经掺和制成的,其性能好坏直接影响到板式轨道使用的耐久性与维护工作量。目前CRTS Ⅰ型板式无砟轨道已在我国武汉综合试验段、石太客运专线、滨绥线成高子试验段试用,进行了温暖、寒冷及严寒地区的试验铺设和工程应用,将在广深港、广珠、哈大、京沪等多条铁路线上推广应用。
CA砂浆是由乳化沥青、水泥、细骨料、水和外加剂经特定工艺搅拌制得的具有特定性能的砂浆。由于施工管理和技术等方面的原因,现场灌注的CA砂浆通过揭板检查后难免存在缺陷,正常情况下,灌板存在缺陷必须揭板重新灌注。但当板的缺陷很小或已经铺轨无法揭板时,也可依据实际情况对缺陷板进行修补。另一方面运营后受自然环境和行车疲劳影响而造成的砂浆裂缝,也可依据实际情况对缺陷板进行修补。本文将就CA砂浆缺陷的产生和修补进行详细介绍,希望对提高CA砂浆施工的质量控制水平有所帮助。
1 CA砂浆缺陷的产生
1)砂浆的缺陷一般是在轨道板超高侧砂浆与轨道板连接处有明显的缝隙,再者是在轨道板的边角处砂浆未填满,造成了砂浆不饱满等。灌板后容易产生的质量缺陷一般表现为边角处不饱满和板与砂浆留有空隙等情况。
2)因施工时遗漏、出错或配方不良以及运营后受自然环境和行车疲劳影响等原因而造成砂浆的损坏,一般表现为砂浆开裂。
2 CA砂浆缺陷的修补配方
2.1 CA砂浆表面的修补
凡是砂浆表面以及边角有脱落、剥离和裂缝,可以用下面两种配方修补。1)沥青水泥浆的修补。用水泥与沥青乳液的比例为1∶1,水灰比为0.35的沥青水泥浆涂抹,根据拌合情况,可酌加外掺剂。如需较稠浆液时可适当多加水泥,需要快干时,可掺用早强和超早强水泥。早强水泥用量不少于30%。2)环氧树脂水泥涂抹。用E-51和E-44牌号的环氧树脂,以丙酮、甲苯、二甲苯(三种任用一种也可)为稀释剂,苯二甲酸二丁酯为改性剂,以乙二胺为固化剂,加入水泥作为填料。如有煤焦油可加入环氧树脂1/2的量,效果亦好。配方为环氧树脂100;稀释剂25～50;苯二甲酸二丁酯5;水泥100;乙二胺12。固化剂乙二胺在使用时加入。
2.2 CA砂浆损坏时的修补
CA砂浆损坏造成裂缝时,可以继续用原沥青水泥砂浆延续灌注而使其结合。但考虑到沿线各地对临时用电、水及原料的等等不便,小量修补可用化学灌注法进行。
1)丙烯酰胺灌浆法。
用丙凝浆液灌注时,要封上周边以防外流,浆液可用手压泵通过注浆嘴压浆,约5 min～15 min即可凝成一体。丙凝浆液配制如下:丙烯酰胺9.5%,NN-甲撑双丙烯酰胺0.5%,三乙醇胺0.4%,过硫酸胺0.5%,水90%左右。配液时,把引发剂过硫酸胺溶入总量一半的水中,称为B液。丙烯酰胺、双丙烯酰胺溶于另一半水中,用前加入三乙醇胺称为A液。A液与B液在灌浆时相混合,两液混合后立即开始反应。经过引发、聚合、交联,很快形成不溶于水的凝胶。
2)聚氨酯灌浆材料。
聚氨酯灌浆材料灌浆时,封上周边以防外流,浆液可用手压泵通过注浆嘴压浆。氰凝灌浆采用一步法,配方如表1所示。
三乙醇胺在灌浆前加入。
3 CA砂浆的修补工艺
3.1 修补工艺
一般的说,在轨道板边角部砂浆未能流到位、面积不大时,板与砂浆留有空隙,缝隙深度小于30 cm且能够进行凿除操作,可进行补灌。补灌时先要对不饱满的砂浆层进行凿除,凿除的深度不能太浅,一般要在10 cm以上。凿除后使砂浆面呈齐平状,不得使新旧砂浆层产生叠加现象。凿除完成后,用高压水枪或高压风对凿除的砂浆面进行处理。立模。补灌时一般应采用木模比较方便,模板的长度要大于缺陷长度20 cm左右,灌浆槽尺寸以20 cm×20 cm为宜,模板高度要求在20 cm左右,在模板内侧每隔50 cm左右加一道支撑肋板,使得模板与板间留有2 cm左右的孔隙,在模板的外侧底座板上植筋,并通过木楔使模板固定,在模板底部外侧抹砂浆,防止漏浆[3]。补灌时,用容器盛浆液徐徐从灌浆槽倒入,要力求慢慢浇筑,其目的是把气全部排出。浆液要高出板缝10 cm以上,使得浆液有一定的压力,确保补灌的砂浆能全部填满板缝。在灌板24 h后,且砂浆达到2 MPa左右拆模,铲掉板外多余的砂浆,用砂轮磨平。在灌板后要使新旧砂浆连接密贴,饱满且无气泡。
3.2 修补时注意事项
缺陷板修复的关键点有:1)对缺陷砂浆的凿除深度应在10 cm以上,否则在荷载的作用下会脱落。2)必须清除粘结面。3)灌浆槽必须设在缺陷最深处。4)在砂浆灌注和前硬化期(2 MPa)内不得扰动。
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水泥沥青砂浆 篇4
摘 要：在两种不同搅拌工艺（普通法和水泥砂浆法）下，分别对C20、C30、C40三种普通水泥混凝土的和易性、抗压、抗折强度、耐磨性及抗渗性进行试验测试，并对其结果进行分析研究，经对比分析，水泥砂浆法搅拌工艺主要可通过提高水泥石与集料粘结力及改变内部孔隙分布，提高混凝土的力学强度及耐久性。
关键词：搅拌工艺；水泥砂浆法；普通水泥混凝土；强度；耐久性
中图分类号：TU642 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0187-02
Abstract：In two different mixing process （general method and cement mortar method）， respectively workability， compressive strength， flexural strength， wear resistance， permeability resistanceof ordinary cement concrete（C20，C30，C40） were tested respectively， and the results were analyzed and studied， by comparative analysis， cement mortar method can improve mechanical property and durability of the concrete through improving the bond strength between cement and aggregate，and changing distribution of the internal pore.
Key words：mixing process；cement mortar method； ordinary cement concrete； strength； durability
1 概 述
水泥混凝土土木工程中应用最为广泛的材料，如何提高其使用性能，一直备受国内外专家关注。目前提高混凝土使用性能的方法主要有提高原材料质量、优化配合比、加外加剂、改变搅拌施工工艺等，前三种方法在改善混凝土使用性能的同时也伴随有工程造价或难易程度提高缺点，相对前三种方法，最后一种通过改变搅拌施工工艺的方法，更简单易行、经济适用。受日本SEC混凝土技术的启发，我国一些研究人员先后提出了水泥净浆法、水泥裹石法、水泥裹砂及水泥砂浆法四种主要的二次投料搅拌施工工艺[1]。这四种方法目的都是在提高混凝土力学性能及耐久性的同时能节约水泥的目的，由于相比之下，水泥砂浆法施工工艺更简单一些，故本论文仅分析研究该方法对混凝土使用性能的影响。
2 原材料及试验方案设计
2.1 原材料
水泥选用西安蓝田尧柏水泥厂生产的尧柏42.5（R）硅酸盐水泥，水采用符合《公路水泥混凝土施工规范》要求的自来水；砂选用渭河水洗砂，表观密度2 680 kg/m3，自然堆积密度
1 410 kg/m3，含泥量0.7%，细度模数为2.7；碎石采用陕西渭南产的人工轧制碎石，其中粒径0.5～1 cm占碎石总重量35%，粒径1～2 cm占65%，级配良好。
2.2 试验方案设计
本文选用普通法和水泥砂浆法两种搅拌方法对水泥混凝土进行搅拌。普通法是指先将水泥、砂及碎石搅拌均匀，再加水搅拌180 s，形成新拌混凝土的搅拌工艺[2]；水泥砂浆法是指先将水泥、砂搅拌30 s，使其成为水泥砂，再在水泥砂中加水搅拌60 s，使其成为水泥砂浆，最终向水泥砂浆中加入碎石拌制90 s，形成新拌混凝土的搅拌工艺。
在以上两种不同搅拌工艺下，分别对强度等级为C20（mc：ms：mg：mw=1：2.15：3.79：0.63）、C30（1：2.15：3.79：0.63）、C40（1：1.18：2.67：0.42）的三种普通水泥混凝土进行性能试验测试。
3 试验测试与结果分析
3.1 新拌混凝土拌合物和易性
在普通法和水泥砂浆法两种不同搅拌工艺下，按表3中配合比拌制混凝土，测定其坍落度，见表1，观测粘聚性、保水性均满足要求。
由表1可看出，在相同强度等级、相同配比，同测试条件下，相比普通法，水泥砂浆法可提高混凝土的坍落度，改善其和易性，改善程度随水灰比的提高而增大。
3.2 混凝土力学性能与耐久性
按照文献[2]分别测试两种不同搅拌工艺下，硬化后混凝土抗折、抗压强度、耐磨性及抗渗性，试验结果，见表2。
表2中试验结果表明，相对普通法搅拌工艺，水泥砂浆法搅拌工艺，可使混凝土7 d、28 d抗折及抗压强度均会有所提高，其中7 d抗压强度提高8.2%～11.1%，抗折强度提高10.5%～14.1%，28 d抗压强度提高9.5%～14.8%，抗折强度提高10.9%～13.7%，总体来看，抗折强度提高幅度比抗压强度稍大，28 d抗折、抗压强度提高幅度较7 d大，强度等级越低提高幅度越大，由此可推断，该搅拌工艺对改善混凝土抗折强度更有利，且强度提高幅度会随混凝土龄期增长及强度等级的提高而增大。见表3。
由表3可看出，水泥砂浆法搅拌工艺可提高混凝土耐磨性、抗渗性，磨损量降低幅度0.1%～4.2%，渗水量降低幅度24.5%～34.3%，综合来说，对混凝土耐磨性改善不大，但对抗渗性改善显著，混凝土强度等级变化对耐磨性、抗渗性影响无规律可循。
3.3 水泥砂浆搅拌工艺改善混凝土性能机理分析
水泥混凝土是由水泥、砂、石、水及内部的空气等组成复合性建筑材料，各组成之间有可能产生物理化学变化，最终影响着混凝土的使用性能[3]。
3.3.1 改善水泥石与集料的粘结力
当水泥开始水化时，最先形成絮凝结构，普通搅拌工艺，一方面使水泥絮凝结构解体，使其分散度提高，但同时另一方面，在粗集料运行的背面，絮凝结构是很少受到影响的，故此分散度差，影响水泥石与集料的粘结力，是强度的薄弱环节[4]。
相对于普通搅拌工艺，水泥砂浆法搅拌工艺，由于将水泥、水、砂拌制成水泥砂浆，砂被水泥浆包裹，完全破坏了絮凝结构，分散度提高，使其内部水泥可进一步水化，水化程度增大，速度加快，当再干燥状态的碎石加入砂浆中继续搅拌后，碎石表面可吸附部分水泥砂浆中的自由水分，最终可在其表面形成一层低水灰比的水泥浆壳，进而增强了水泥石与碎石之间的黏结力，混凝土强度提高，力学性能得以改善[5]。
3.3.2 改变混凝土中的孔隙分布
普通搅拌工艺，由于干燥的集料吸水性较强，在砂、石材料表面吸附有较厚的水膜，石子表面形成一个高水灰比的净浆壳，水泥石粘结强度低，硬化后，失水收缩造成内部孔隙、裂纹数量增多；同时，混凝土在浇筑初期初凝状态下，比重大的砂石材料下沉，比重较小的水分和气泡上浮，向上迁移过程中，遇到粗糙碎石的阻碍，有部分水分和气泡将聚集在其周围，促使混凝土硬化后，在粗骨料界面处形成大孔隙；正是由于以上两方面原因，混凝土整体性、均匀性遭到破坏[6]。
水泥砂浆法搅拌工艺，在石子表面形成低水灰比净浆壳，不仅可加强水泥石与集料的界面强度，而且起到阻碍自由水分向石子表面集中的屏障，消除了水分和气泡向石子表面不断聚集现象，避免了混凝土的分层现象，减少了水泥石与集料界面的裂缝和孔径尺寸，混凝土的密实度、强度、抗渗性等得到了很好改善[6]。
4 结 语
本文在两种不同搅拌工艺下，通过对三种不同强度等级混凝土的抗压、抗折强度、耐磨性及抗渗性进行测试，可得出如下结论：
①水泥砂浆搅拌工艺可增强水泥石与集料的界面黏结强度，进而提高混凝土的强度，改善其力学性能，相对于普通法，平均提高幅度，抗压强度提高10.9%，抗折强度提高12%，对提高抗折强度更有利，且随强度等级及龄期的增加而增加。
②水泥砂浆搅拌工艺通过改变孔隙分布，提高混凝土密实度、抗渗性及耐磨性等，相对于普通法，平均降低幅度，单位面积磨损量降低1.9%，渗水量降低30.2%，对混凝土抗渗性改善更大一些。
参考文献：
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[2] JTG_E30-2005，公路工程水泥及水泥混凝土试验规程[S].
[3] 王长青，肖建庄，孙振平.现浇再生混凝土框架模型结构地震损伤评估 [J].同济大学学报（自然科学版），2015，（02）.
[4] 秦昉.水泥混凝土投料搅拌工艺及其影响试验研究[D].西安：长安大
学，2013.
[5] 马骉，张文静，秦昉，等.投料搅拌工艺对嵌锁密实水泥混凝土性能的影 响分析[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2015（02）.
水泥沥青砂浆 篇5
关键词：CRTSⅡ型板式无砟轨道,充填层,施工要点
1 工程概况
新建京沪高速铁路徐沪段DK675+208.32~DK686+947.29采用CRTSⅡ型板式无砟轨道, 全长11 738.97双延米, 包括陈山特大桥CRTSⅡ型板式无砟轨道、徐州京杭运河特大桥CRTSⅡ型板式无砟轨道以及DK681+930.38~DK682+441.98段区间路基CRTSⅡ型板式无砟轨道。
CRTSⅡ型板式无砟轨道结构从上到下由钢轨及扣件、轨道板、充填层、底座板或支承层、滑动层等组成。充填层位于轨道板与混凝土底座板 (或支承层) 之间, 采用水泥乳化沥青砂浆 (俗称CA砂浆) , 作用是将轨道板与基础支承层连接为整体, 并利用板间粘结力将轨道板永久定位。
2 施工方案概述
CRTSⅡ型板式无砟轨道充填层采用封边法施工, 纵向封边采用角钢+封边带的封边方式, 横向封边采用砂浆封边方式。水泥乳化沥青砂浆利用砂浆车进行现场搅拌, 采用特制灌注漏斗进行灌注。
3 施工工艺
3.1 施工前提
3.1.1 铺板前工作
1) 将底座板顶面和轨道板底面清理干净, 用高压水枪进行冲洗;2) 在轨道板底将精调爪保护垫粘贴在放置精调爪的相应位置, 粘贴保护垫时应注意使保护垫露出板边10 mm;3) 在底座板上放置6根硬木条, 位置在精调爪附近, 注意不要使其与精调爪的位置重合, 且应露出板边50 mm左右。
3.1.2 轨道板粗铺
1) 利用定位锥和放样线对轨道板进行粗铺。在铺板的时候要避免晃动, 尽量使板做竖向垂直移动, 特别要注意避免保护垫和底座板发生摩擦而导致其变形;2) 粗铺时轨道板偏差应控制在10 mm内。
3.1.3 轨道板精调
1) 放入精调爪, 注意:垂直调整结构要置于最低位置, 水平调整结构要置于中间位置, 调整时注意不要超过调整范围;2) 同时升高4个2维精调爪, 然后再同时升高2个1维精调爪, 使其达到6个木条能取出的高度, 取出木条。在这个过程中要注意不要单独调高某一精调爪, 以免对轨道板和精调爪造成损坏;3) 轨道板精调时, 应先调整轨道板的平面位置, 再调整轨道板的标高。轨道板侧向调整时, 两侧要同时向同一方向调整, 保持调整速度相同, 协同配合进行;4) 精调爪应用塑料袋包裹, 防止漏浆污染精调爪。
3.1.4 轨道板的压紧
1) 在封边之前, 采用压紧装置对轨道板进行压紧, 轨道板两端采用中间压紧装置, 轨道板两侧采用侧向压紧装置, 每块直线板设置2个侧向压紧装置, 每块曲线板设置6个侧向压紧装置;2) 压紧装置压紧后, 应再次对轨道板进行测量复核。
3.2 预湿润
轨道板精调完成后, 用高压水枪对底座板和轨道板进行润湿, 并可进行横向封边作业, 在封边前, 再次对底座板和轨道板采用高压水枪进行润湿, 并用风力灭火机吹出或用土工布拉沾出明水, 如果封边后不能尽快灌注, 为防止水分蒸发, 用潮湿的土工布将灌注孔和观察孔密封。
3.3 轨道板封边
3.3.1 横横向向封封边边
轨道板横向采用砂浆进行封边, 封边高度为高于轨道板底2 cm, 每块轨道板的两端各设置3个排气孔, 排气孔用土工布塞好, 防止进入杂物。注意GRP点处应采用PVC管进行防护。
3.3.2 纵向封边
纵向封边采用角钢+封边带封边, 封边带为1层无纺布+1层土工布。
封边时, 将封边带对折放置在轨道板的两侧, 必须使无纺布层紧贴底座板和轨道板, 然后把角钢压紧在封边带上, 封边带不平的地方人工拉平, 再用专用夹具把角钢夹紧、固定。利用专用夹具固定角钢时, 必须用力往下压角钢, 使封边带与底座板密贴。
角钢上根据需要设置排浆管。封边前, 应根据角钢上的排浆孔位置, 在封边带上相应位置开孔。
若由于底座板或轨道板的不平整, 封边带与底座板或轨道板不密贴, 可用平口螺丝刀将不密贴处的土工布塞紧。
3.4 水泥乳化沥青砂浆拌制
施工前应对水泥乳化沥青砂浆进行形式检验, 必须符合设计以及《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》要求。
砂浆搅拌完成后, 对砂浆的流动度、扩展度、温度、含气量及单位容积质量进行检验, 检测频率为每工班首盘并每10罐1次, 其性能指标应符合以下要求:
拌合物温度:5℃~35℃;流动度:80 s~120 s;
扩展度:D5≥280 mm和t280≤16 s;D30≥280 mm和t280≤22 s;
含气量:≤10.0%;单位容积质量:≥1 800 kg/m3。
水泥乳化沥青砂浆性能必须检测合格后方能进行灌注, 坚决禁止用性能检测不合格的砂浆进行灌注。砂浆性能检测不合格, 应废弃该批砂浆, 查找原因, 调整后重新进行砂浆搅拌, 直至砂浆性能检测合格。
3.5 水泥乳化沥青砂浆灌注
1) 在灌浆口和观察口加设PVC管, 灌浆口处PVC管外铺1块土工布, 防止灌浆时污染轨道板。
2) 安放灌注平台及灌注漏斗, 漏斗底高出轨道板底3 cm。
3) 砂浆搅拌好后, 砂浆从砂浆车流至灌注斗内, 注意砂浆的自由倾落高度不能大于1.5 m。
4) 灌注时首先应排除灌浆管内的空气。先打开灌注斗上阀门 (此时灌浆管前端的阀门是关闭的) , 砂浆从斗中流出来排尽灌浆管内空气。
5) 灌浆管内充满砂浆后, 缓慢打开灌浆管前端阀门, 砂浆从开始灌注后8 s左右, 将漏斗下端充满, 随后稍加快灌注速度, 使液面保持在漏斗锥形部分的顶部, 随时调节阀门大小, 使液面始终保持这一高度。
6) 当观察口处砂浆接触轨道板底后, 调小阀门, 使灌注速度降至之前速度的1/3~1/2。减速应缓缓进行, 不要“急刹车”, 一下减至最小。
7) 轨道板两端的排气孔出浆后应立即封闭, 以免砂浆污染轨道板。轨道板两侧的排浆管排出砂浆10 s后封闭管口, 并使管口朝上。
8) 灌注孔液面高度应大于最高板底10 cm以上, 不得回落到轨道板底面最高处以下, 必要时及时补浆。
9) 砂浆灌注完成后, 将孔内多余砂浆掏出, 使砂浆表面距轨道板上沿150 mm左右。
3.6 后续工作
1) 在砂浆轻度凝固时, 将一根S形钢筋插入砂浆中, 利于补孔混凝土与砂浆之间的连接。
2) 灌注完后要注意养护, 养护原则上按自然养护进行。在3个灌注孔处用土工布覆盖, 防止暴晒;当砂浆灌注后下雨, 需采用塑料布将轨道板连同底座板一同包裹, 防止雨水进入灌注孔和轨道板底。
3) 当砂浆膨胀完成后, 拆除压紧装置。
4) 砂浆强度达到1 MPa以上后, 拆除精调千斤顶及封边装置。
5) 精调爪拆除后, 应凿出保护垫, 并用与水泥乳化沥青砂浆性能相近的材料对精调爪位置填充牢固。
4 注意事项
1) 每块板应一次连续灌注, 一次应搅拌足够的方量, 绝对禁止二次灌注。
2) 灌完1块板后的砂浆如果从该砂浆开始搅拌到下一块板的灌注时间间隔超过45 min时, 应进行砂浆工作性能的测试, 在确认砂浆满足工作性能指标的前提下, 才能进行灌注。
3) 砂浆的最小抗压强度达到3 MPa后才允许在轨道板上承重。
4) 水泥沥青砂浆采用自然养护, 气温低于0℃时应采取保温措施。砂浆施工应在5℃~40℃之间进行, 下雨天不得进行砂浆灌注。
5 结语
目前, 国内越来越多的新建铁路采用板式无砟轨道结构, 而充填层是板式无砟轨道的重要结构层, 决定着板式无砟轨道的成败。影响充填层质量的因素除了设备、原料外, 施工工艺也非常重要。本项目部施工的京沪高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆充填层摒弃了传统的砂浆封边法, 采用角钢+封边带封边的施工方法, 取得了良好的效果, 在现场揭板检验中, 质量优良。
和传统的砂浆封边法相比, 角钢+封边带封边有以下优点:
1) 封边带具有良好的透气和密封性能, 利于空气的排出, 能保证充填层砂浆的高充盈度;2) 排气口的设置方法非常简单;3) 使用方便, 能随时封边, 安装、拆除方便省力, 提高工作效率, 加快施工进度;4) 有利于对板底预湿程度的控制, 预湿后, 可用足够长的拖布横向擦干, 保证板腔内无明水积聚;5) 环保施工, 不产生建筑垃圾。
参考文献
水泥沥青砂浆 篇6
由中铁十一局集团第二工程有限公司施工的沪杭铁路客专六标一分部, 施工里程为DK125+732~DK135+152, 设计时速350 公里, 设计为板式无砟轨道中的CRTSⅡ型 (纵连板) , 为了现场水泥乳化沥青砂浆的顺利灌注及后续施工中的有效指导, 本文对水泥乳化沥青中各种原材料的质量控制、CA砂浆的配合比、CA砂浆施工性能、外界环境对CA砂浆性能的影响以及CA砂浆现场灌注时的质量控制等各方面进行了总结, 以便日后施工中起着指导作用。
2 水泥乳化沥青砂浆灌注施工工艺性试验
CA砂浆现场灌注质量与砂浆配合比、原材料、设备、环境温湿度、现场施工板的曲线程度等有一定的关系。所以在灌注之前需要在施工现场选取一个地点, 结合施工实际情况, 制作符合现场实际情况的模拟工作台, 对每台砂浆车进行工艺性揭板试验, 总结砂浆车的搅拌参数、投料工艺、验证CA砂浆配合比可工作性, 只有灌注后揭板情况符合现行标准要求、气孔少、无沥青破乳现象发生的才可实际施工, 灌注工艺见图1。
2.1 轨道板底和底座板面冲洗和预湿
根据气候条件的不同, 对底座板及轨道板底进行预湿, 根据该部采用的角钢封边方式和天气情况, 在灌浆前2-4 小时进行预湿, 预湿和板底及底座砼表面清洗同步进行。轨道板吊起进行铺设时, 用高压水枪对底座砼和轨道板进行冲洗, 冲洗完成后, 对底座板上的明水和轨道板底的水珠用棉布进行清除, 然后铺设轨道板。也可以轨道板铺设后, 采用高压水枪对轨道板底进行湿润, 然后用吸水棉布在板腔内拉动, 消除明水。立即进行封边, 并对排气孔和灌浆孔进行遮盖, 使蒸发的水分始终在板腔内, 以保证板腔内的湿度, 如图2 所示。
2.2 轨道板边缝密封
在轨道板精调工作完成且进行预湿后立即对轨道板边进行密封。
轨道板横缝密封采用普通砂浆, 按配合比人工拌合。砂浆的注入量应超出轨道板底边至少1cm。为保证横缝砂浆的强度, 横缝密封应在灌浆前12 小时完成。灌浆时注意标志点不能被砂浆掩盖, 用5cm直径的PVC短管保护标志点。
纵向密封采用角钢安装及固定, 先将8mm厚封边布放在封边位置, 然后将角钢压在土工布条上, 安装时要注意也轨道板密贴, 不起皱。在规定的排气孔位置以45 度倾角焊长为12cm内径为3cm的钢管 (如图3 所示) 。角钢安装好后, 使用U型架从板面向下倒扣固定角钢, 通过U型架上的螺栓进行紧固。 (如图4 所示)
2.3 安装PVC管和防污布
为了保证灌浆时不污染轨道板面, 在灌浆前 (宜在预湿前) 在轨道板的三个灌浆孔中插入预制好的PVC管, 并在中间灌浆孔覆上防污布, 在边缝密封后立即对灌浆孔和排气孔进行封堵, 保证润湿水分不被蒸发。
PVC管直径为16cm, 长度为30cm, 在一端7cm处切开, 并用透明胶带缠绕, 以保证跟圆锥体形的灌浆口很好地接合。
2.4 轨道板固定
为减小在砂浆灌注时轨道板的上浮量, 在轨道板封边后, 对轨道板安装压紧装置。在轨道板两端和两侧中部进行扣压。轨道板两侧中部扣压时, 采用钻孔锚杆固定。
扣压固定装置安装, 在指定位置装上扣压装置以后, 用翼形螺母拧紧, 以防轨道板移动。
2.5 砂浆灌注
CA砂浆拌制完成并取样检测合格后, 从砂浆车搅拌仓中置入中间存储仓, 中间存储仓需有搅拌器, 使砂浆保持在搅动状态。
使用25T吊车直接吊装中转仓到灌浆位置。灌浆时确保中转仓上出料口高于轨道板表面0.5-1.0m之间, 经过漏斗注入板腔。灌浆速度按慢-快-慢进行, 时间控制在3 到5 分钟, 同时对侧面封边6个排气孔进行观测, 当排气孔处均匀满孔冒出砂浆且无气泡时, 用木塞或海绵堵住排气孔, 所有排气孔冒出砂浆, 将排气孔全部堵住, 灌浆过程即告结束。灌浆孔内砂浆表面高度至少应达到轨道板的底边以上, 而不能回落到底边以下。灌完一块板后, 中转仓返回, 等待下一次新拌砂浆。
2.6 揭板
当砂浆强度达到1MPa以上时, 采用顶升精调爪, 使轨道板与砂浆层分离, 然后用25T吊车揭板。
揭板后, 按规范及《沪杭客运专线水泥乳化沥青砂浆灌注工艺》要求, 对水泥乳化沥青砂浆是否泌水, 表面流动痕迹、表面沥青聚积、砂浆表面轨道板的拉毛痕迹、表面气泡、断面夹层、断面内气泡、表面是否起皮发泡:砂浆是否分层, 其均匀度, 轨道板下砂浆的充盈程度, 砂浆与轨道板的精结情况等进行检查, 并做好文字和图像记录。
2.7 现场施工
经多次试验, 达到质量稳定, 工艺成熟后方能进行现场施工。现场施工中必须严格按照工艺试验中总结的各项参数及各工艺流程施工。
3水泥乳化沥青砂浆质量问题分析及控制
3.1水泥沥青砂浆拌制质量控制
3.1.1水泥沥青砂浆拌制
(1) 水泥沥青砂浆采用砂浆车搅拌, 把投料顺序和搅拌工艺输入砂浆车电脑控制系统, 每次输入配合比和搅拌量后, 由砂浆车自动进行搅拌。
(2) 根据厂家给定的配合比范围在室内对施工配合比进行微调整, 使各项性能符合施工规范及现场要求, 表1 是本施工标段施工配合比调整及搅拌工艺的要求。
(3) 投料顺序和搅拌工艺:先投液料 (乳化沥青、减水剂等) , 再投干粉料。液料全部投完后, 然后在持续转速下投入干粉料, 搅拌转速为80 转/分, 待干料全部投完后进行高速搅拌, 转速为120 转/分搅拌150 秒, 最后减速至30 转/分的慢搅并维持60 秒, 至此搅拌过程结束, 卸料至中转罐。
3.1.2 水泥沥青砂浆指标检测
泥沥青砂浆搅拌完成以后, 首先进行砂浆工地试验指标检测, 如流动度、初始扩展度、含气量和容重及成品砂浆温度等, 检测后格后方可进行砂浆灌注, 如检测不合格应倒入废浆池, 并根据不合格指标, 适当调节外加剂后, 再重新搅拌砂浆, 严禁对不合格的CA砂浆混合料进行再搅拌使用。具体指标如下:初始流动度标准为80-120s;初始扩展度为a5 ≥280mm和t280 ≤16s、30 分钟扩展度为a30≥280mm和t280≤22s;含气量测定:标准为<10%;容重测量:>1800kg/m3;新拌砂浆温度测定:5-35℃, 采用精度不大于0.5℃的温度计测量。
3.2 影响水泥乳化沥青砂浆性能的因素分析
水泥乳化沥青砂浆的拌合物性能受很多因素的影响, 尤其是干料、乳化沥青、减水剂、消泡剂等原材料成分的影响, 其次总搅拌时间、搅拌转速、材料与环境温度等对混合砂浆性能影响见图5。
水泥乳化沥青砂浆含气量、流动度、扩展度受搅拌投料顺序、快速搅拌转速、搅拌总时间、材料与环境温度影响较大, 图5 是在其他条件一样的情况下分别从搅拌时间、快速搅拌转速、材料及环境温度三个方面进行试验, 从试验结果综合方面考虑及现场实际灌注揭板试验得出结论如下:新拌乳化沥青砂浆流动度为80-90s、含气量在6%-8%、温度控制在5-30℃时满足现场灌注要求。
3.3 CA砂浆原材料质量控制
CA砂浆是由乳化沥青、干料 (其中干料中含有砂、水泥、铝粉等材料) 、减水剂、水、消泡剂等多种材料混合搅拌而成。在选定各种原材料之前需对各厂家进行调查, 选择信誉好、生产规模大的、质量稳定的厂家。每种材料进场后需根据标准要求按批对各种材料的性能进行检验, 各种材料的性能指标满足《客运专线铁路CRTSII型办事无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》要求。
3.3.1 干料运输和存储注意事项:
(1) 干燥配料运输、保存和存放时须保持干燥状态, 温度为5~30℃, 存放时采取下垫上盖措施, 严禁受潮、受冻、阳光直射或直接暴露在太阳底下。
(2) 由于干料是由水泥、砂、铝粉等材料组成, 所以干料在运输和贮存时间不得超过6 周。
3.3.2 乳化沥青运输和存储注意事项:
(1) 液体配料在运输、保存和存放时温度需控制在5~30℃, 存放时严禁受潮、受冻、阳光直射或直接暴露在太阳底下。
(2) 运输和存储时必须保持干净。禁止污物、油或清洁剂等污染。
(3) 只允许采用合适的泵送沥青乳化剂, 为了避免沥青的沉淀, 乳化剂必须每天搅动或者回泵。
(4) 不同厂家的沥青不得混装, 确保沥青性能。
3.3.3 减水剂、消泡剂运输和存储中必须严格按照现行有效的国家标准和行业标准控制执行, 以免失效。
3.4 封边及加固冲击装置安装注意事项
(1) 精调爪必须安装在规定位置, 不得移位, 否则角钢无法安装。
(2) 封边布与轨道板和底座板必须密贴。
(3) 角钢上圆管位置里边的封边布上需做一个3cm的孔, 便于砂浆排出。
(4) 角钢封边时, 要轻拿轻放, 禁止破坏轨道板表面, 且不可对轨道板产生扰动。
3.5 灌浆过程注意事项
(1) 除灌浆作业人员, 其他人员禁止踩踏轨道板。
(2) 灌浆时, 排气孔封堵人员要注意观察是否漏浆, 要及时堵塞。
(3) 严格按照慢-快-慢的速度进行灌浆。
4 总结
CA砂浆灌注质量受很多因素影响, 如:混合料搅拌车的转速、搅拌时间、成品料运输时间、轨道板与混凝土支撑层或混凝土底座板之间的干湿程度、环境气候、原材料质量等, 另CA砂浆灌注过程中现场大型设备较多, 交叉作业, 需做好现场设备调度问题, 现将有关情况总结如下:
(1) 施工前所有参加人员 (施工员、安全员、调度等) 需进行岗前培训, 考核合格后持证上岗;
(2) 施工灌注前, 认真调查施工现场情况、施工图纸、配合比在选定过程中的各项注意事项、严格按照程序向各级各层上报审批;
(3) 施工之前所有砂浆车均须进行揭板试验, 总结投料顺序、搅拌转速、环境与材料温度、搅拌时间等对性能的影响后才能正式上道施工;
(4) 严格按规范要求, 采取先进的机械设备、高精密的测量和试验仪器进行质量控制。
(5) 施工之前需对各种原材料厂家进行调查, 如产能、质量控制、信誉等, 进场后对各种材料进行检测, 检验合格后方可按照贮存要求条件进行贮存管理。
(6) 施工中CA砂浆的搅拌工艺需严格按照揭板过程中参数进行投料、搅拌、运输等。
(7) 由于CA砂浆施工对轨道板精度要求很高, 所以要求一般在灌注之前24h内进行精调, 而施工中部分路段工作面有限, 为施工正常有序进行必须进行有效配合, 制定严格的安全管理制度和措施, 定期分析安全生产形势, 研究解决施工中存在的问题, 建立、健全各级安全责任制, 责任落实到人。充分发挥各级专职安检人员的检查和监督作用, 及时发现和排除安全隐患。
参考文献
[1]《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》 (铁建设〔2007〕85号) .
水泥沥青砂浆 篇7
近年, 国家为拉动内需, 改善基础设施建设, 加大了铁路建设项目的投资, 尤其是加大了对客运专线的投资建设力度, 而在客运专线建设中, CRTSⅡ型板水泥乳化沥青砂浆的施工质量控制是整个施工的重难点, 值得学习研究。
2. 材料的质量控制
2.1 材料进场检验
砂浆原材料进场应严格按《客运专线铁路CRTSII型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》 (科技基[2008]74号) 的要求进行验收和检验, 要收集好材料生产厂的合格证、检验单等相关资料。现场不但要对原材各指标进行检验, 更要对乳化沥青与干料、水泥和各种添加剂之间的相容性进行检验, 确保无破乳现象。
2.2 材料储存管理
1) 材料进场后, 应及时建立管理台帐。储存应按品种、生产厂家及批次进行分类, 不同品种、生产厂家及批次的原材料不得混装、混堆。2) 乳化沥青、干料、减水剂等应遮光储存, 避免阳光直射。袋装材料储存应有防水、防潮措施。3) 乳化沥青储存罐应有搅拌设备, 需定期对乳化沥青进行搅拌。从储存罐中取料前, 应将乳化沥青搅拌均匀。4) 原材料在储存和使用过程中, 其温度应严格控制在限界温度范围内。乳化沥青、干料的进场、储存、使用温度控制在5℃~30℃;当环境温度低于5℃时, 应对原材料采取必要的保温措施, 温度过高要采取降温措施。未作明确要求的材料, 适宜储存和使用温度以保证砂浆的温度要求为前提。5) 乳化沥青的储存时间不得大于3个月, 干料的储存时间不大于1.5个月。
3. 施工准备阶段的质量控制
3.1 砂浆车的选择。
1) 根据施工便道条件、施工进度要求选择合适的砂浆搅拌车型号, 并对搅拌车的计量和自动控制系统进行进场检验与标定。2) 对砂浆搅拌车操作人员和砂浆灌注人员进行专项培训, 使作业人员熟悉砂浆搅拌车的操作方法及规程, 掌握砂浆各项原材料的加料顺序、搅拌时间及砂浆灌注操作速度、温度要求。
3.2 配合比的选择。
1) 原材料和砂浆理论配合比选定后, 要按理论配合比研发提供的搅拌程序, 进行砂浆搅拌和性能试验, 确定性能满足《客运专线铁路CRTSII型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》 (科技基[2008]74号) 要求的砂浆初始配合比。2) 上道施工前, 应在线外进行砂浆施工工艺性试验, 验证配合比的适应性;确定砂浆搅拌工艺和灌注工艺及其参数;测试砂浆各项性能指标;确定基本配合比。3) 每次砂浆正式灌注施工前, 试验室应根据不同的温度条件和基础配合比, 确定砂浆施工配合比。
3.3 轨道板的精调。
1) 精调施工前对各仪器设备进行检查调试, 保证其正常运行。2) 轨道板精调后精度应满足每块板的平面及高程误差在0.5mm以内, 相邻轨道板间的相对高差及平面偏差在0.3mm之内。3) 轨道板精调后应采取防护措施, 严谨踩踏和撞击轨道板, 并及时灌注砂浆。如果轨道板放置时间过长, 或环境温度变化超过10℃, 或受到使轨道板发生变化的外部条件影响时, 必须进行复测, 确认满足要求后方能灌注砂浆。
3.4 板腔的润湿。
轨道板精调完成后, 用高压水枪对板腔进行清洗和预湿, 预湿后用土工布将积水擦除, 使板底面吸水接近饱和且表面无积水, 然后用浸湿的土工布将灌注孔和观察孔覆盖严实, 防止水份挥发。一般湿润与灌注时间间隔约为100分钟, 但具体间隔时间应根据环境温度和工艺性试验结果确定。
3.5 板腔的封边。
1) 纵向封边。 (1) 在粗铺时, 精调爪处需提前放置梯型弹性密封止浆垫进行密封, 止浆垫厚度应比板腔厚1~2cm为宜。 (2) 轨道板纵向采用带孔角钢配合无纺土工布进行封边, 在轨道板四角应各设置1个排气孔。
2) 横向封边。用"木条+木楔"固定比板腔厚2~3cm、比板端间隙宽1~2cm左右的塑料泡沫来对板端进行封边。
3.6 限位装置的安装。
1) 为了保证砂浆灌注时轨道板空间位置的变化符合设计要求, 需在每块轨道板的板端中部各设置1个一字型扣压装置, 板的两侧各设置3个L型扣压装置。曲线地段, 应在内侧两端扣压装置上各加设1个侧向限位装置。2) 为保证轨道板安装时不产生挠度, 且限位牢固, 竖向扣押力矩应控制在15~20N.m为宜, 侧向只需用手拧紧即可。
4. 砂浆的拌制与运输
4.1 砂浆的拌制。
1) 砂浆拌制前应先对砂浆搅拌车各系统进行, 确保其处于正常状态。2) 在砂浆车各系统运转正常后, 根据砂浆施工配合比及轨道板下板腔厚度, 计算确定每次砂浆拌制量和各种原材料的每次投入量, 并将这些配合比参数输入砂浆搅拌车的控制操作系统。每盘砂浆拌制量宜略多于一块轨道板下板腔的体积。3) 根据既定的搅拌程序和参数, 确定投料顺序、设定各阶段的搅拌速度与搅拌时间等拌制工艺参数, 并将这些参数输入砂浆车的控制操作系统。4) 检查显示屏上显示的各参数, 确认准确无误后, 启动砂浆车的运行按纽, 砂浆车将按照输入的各参数和既定程序, 自动投料拌制砂浆。5) 砂浆拌制均匀后, 开启搅拌电机对砂浆继续低速搅拌。肉眼观察砂浆的匀质性, 然后舀取一定量的新拌砂浆进行性能检测。检测结果合格方可用于灌注施工。
4.2 砂浆的运输。
将检测合格的拌砂浆注入中转罐, 通过垂直吊装设备和水平运输机具, 运输至灌注施工点进行灌注。
5. 砂浆的灌注
5.1 灌注前检查。
1) 灌注前需对轨道板位置和板腔厚度进行复核测量检查。2) 需对板腔封边、限位装置、排气孔、湿润情况进行检查。3) 需对砂浆的流动度、扩展度进行监测。
5.2 砂浆灌注。
1) 砂浆需通过软管灌注到板腔, 要求砂浆的自由倾落高度不应大于1.5m, 以免造成砂浆离析分层。2) 灌注过程应尽量减少对轨道板的扰动, 灌注作业可在操作平台上进行。3) 灌浆应遵循"慢-快-慢"的原则, 直线板灌注时间应控制在3~4分钟、曲线板应在4~5分钟。4) 砂浆在运输和灌注的过程中, 需持续对砂浆进行低速搅拌。5) 砂浆灌注应遵循"随调随灌"的原则, 最长灌注等待时间不得超过30分钟, 灌浆应一次完成, 不得突然中断和二次补灌。6) 砂浆的灌注高度应控制在比轨道板最高顶面高约5cm左右。7) 气温高于40℃或低于5℃时, 不允许进行砂浆灌注施工。当天最低气温低于-5℃时, 全天不允许进行砂浆灌注。雨天不得进行砂浆施工, 并应对灌注后未硬化的砂浆进行覆盖, 防止雨水进入轨道板。8) 当砂浆失去流动性时, 取掉灌注漏斗, 将注入孔中多余的砂浆舀出, 使砂浆的表面低于轨道板上沿约15㎝。当砂浆轻度凝固时在灌注孔和观察孔内各插入一根"Z"钢筋。
6. 其他注意事项
1) 轨道板在粗铺之前, 必须对轨道板和底座板用高压水枪进行清洗。2) 当底座板不平整, 在封边时应在角钢和土工布之间加厚为3~5cm的海绵垫进行密封。3) 底座板四角的排气口必须用胶管接长, 待满流并均匀出浆后再进行封堵, 封堵后胶管需向上弯起。4) 砂浆车、料仓、中转仓、搅拌仓每天在施工前进行全面检查, 施工后进行彻底清洗。搅拌叶片磨损严重的要及时更换。5) 灌注完成约6~8小时后, 即可拆除精调千斤顶, 以减少充填层离缝的发生;24小时后, 方可拆除两侧封边角钢和限位装置, 砂浆强度达3MPa以上才可在轨道板上承重。具体时间视环境温度和砂浆凝结硬化程度来确定。
参考文献
[1]谢永江等.客运专线铁路CRTSⅡ型板式无碴轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件.[S].中国铁道出版社.2008.6.
[2]沈东升等.铁路客运专线施工技术及建设管理.[R].京广铁路客运专线河南有限公司.2009.3.
[3]张金夫等.客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南.[S].中国铁道出版社.2007.7.
水泥沥青砂浆 篇8
CRTSⅡ型无砟轨道结构为:桥梁底座板(路基支承层)、厚度为3 cm水泥乳化沥青砂浆垫层、CRTSⅡ型板式轨道板长度为645 cm,宽度为255 cm,厚度为20 cm,设有三个灌浆孔。采用弹性不分开式扣件,轨道板为设挡肩的有承轨台结构,采用数控磨床进行打磨处理。
2 水泥乳化沥青砂浆组成及作用
CRTSⅡ型无砟轨道水泥乳化沥青砂浆垫层由干料、乳化沥青、减水剂、消泡剂、水组成。水泥乳化沥青砂浆具有弹性模量大、强度高等特点,CRTSⅡ型无砟轨道板精调完成后,在轨道板与桥梁底座板或路基支承层间灌注厚度为3 cm的水泥沥青砂浆。轨道板与底座板(支承层)空腔里灌注的水泥乳化沥青砂浆,既是轨道板调平垫层又是轨道板上部荷载的缓冲层。调平垫层用以固定轨道板,缓冲层用以减弱轨道板上部荷载。
3 水泥乳化沥青砂浆搅拌车计量标定及配合比的试配
水泥乳化沥青砂浆搅拌车在使用前,要对搅拌车电子计量系统进行标定,标定合格后才能使用,并定期对搅拌车进行计量标定,以确保搅拌车计量的准确性。水泥乳化沥青砂浆配比应满足环境温度(5 ℃<t<35 ℃)条件下的施工需要。配比基本稳定后,应进行砂浆的搅拌与灌注的适应性试验,并在此基础上形成每辆砂浆车在各种条件下的砂浆配比微调数据。
4 原材料的仓储能力
施工时,砂浆原材料要确保供应,每10 km～15 km设一加料站,应至少设置满足4 d～5 d生产需要的仓储能力。同时,对乳化沥青、干料等大宗材料的仓储设施还应考虑降温及隔热保温措施。一般情况下,干粉、乳化沥青:5 ℃～30 ℃,水:≤20 ℃,以确保水泥沥青砂浆在现场有良好的拌合及灌注性能。
5 水泥乳化沥青砂浆拌合的稳定性确认
搅拌车及水泥乳化沥青砂浆配比在正式灌注前,应进行砂浆拌合的稳定性试验,要求连续拌合10块板所需砂浆,抽取第1次,5次,10次(板)拌合料进行仿真灌板试验,对灌板效果进行揭板检查,检查轨道板与砂浆粘结情况、砂浆表面状态、板底砂浆充盈度等,以确认拌合工艺及材料的稳定性及灌浆的饱满性,全部试验合格时方可正式机械灌注砂浆作业。
6 施工过程质量控制
6.1 底座板、支承层及轨道板的冲洗
轨道板在粗铺前,就应用高压水冲洗轨道板板底和底座板(支承层)表面的灰尘,清除轨道板板底、底座板(支承层)表面的污垢,轨道板精调完成后,再用高压水冲洗一次,以确保轨道板、底座板(支承层)表面的洁净度。为此,水泥乳化沥青砂浆灌注后与轨道板和底座板(支承层)有良好的粘结力。否则,水泥乳化沥青砂浆与轨道板、底座板(支承层)之间会产生离缝。离缝即是砂浆层与轨道板、底座板(支承层)之间存在一道1 mm～2 mm的缝隙。轨道板、底座板(支承层)表面的洁净程度直接关系到灌板质量的优劣,轨道板、底座板(支承层)的冲洗是一道关键工序,在实际施工中,一定要严格控制。
6.2 轨道板、底座板(支承层)表面湿润
6.2.1 湿润器具
用带有旋转平面喷头的高压喷枪进行雾状(也可以将喷头改装成侧面喷雾的手摇农用喷雾器)表面湿润,分别从三个灌浆孔伸入轨道板将其下湿润。需根据培训操作中的经验掌握各种温度环境下的喷浇时间,为了保证底座板湿润状态符合要求,应由专人操作。
6.2.2 湿润的重要性
轨道板与底座板(支承层)表面湿润也是一道极其关键和重要的工序,若湿润不够,灌注后的水泥乳化沥青砂浆中水分很快会被轨道板、底座板(支承层)吸收,水泥乳化沥青砂浆中水分损失从而导致水泥乳化沥青砂浆出现贯穿性小孔,水泥乳化沥青砂浆不密实,内部结构松散。底座板(支承层)表面湿润良好的水泥乳化沥青砂浆无贯穿性小孔,水泥乳化沥青砂浆密实。底座板(支承层)表面湿润过度,轨道板与底座板(支承层)的空腔有明水、积水。会导致水泥乳化沥青砂浆离析现象,从而影响到水泥乳化沥青砂浆灌注质量。底座板(支承层)表面湿润状态的好坏,直接关系到轨道板灌注质量。
6.2.3 湿润时间控制
在灌浆前30 min打开观察口和灌注口观察底座的湿润情况,如底座潮湿,则不需进行湿润;如底座干燥,则需再次进行湿润。润湿方法为采用高压旋转雾化喷头从观察口和灌注口对底座板进行湿润。对于曲线板,由于底座排水顺畅,可对底座进行充分湿润,在每个观察口或灌注口的润湿时间为15 s～30 s。对于直线板,每个观察口或灌注口的预湿时间为3 s～5 s。
预湿后应对灌注孔和观察孔覆盖,防止水分散失。灌注砂浆前10 min再检查一次轨道板下方的混凝土底座表面状况,查看其表面是否有积水和雾化不彻底等现象。如发现局部有积水,则可采用风力灭火机吹出或吹散积水。
6.3 砂浆材料的运输
水泥乳化沥青砂浆材料由仓储地点运输至工地砂浆搅拌车加料拌合。移动砂浆搅拌车加料一次一般加料可灌注8块～10块板,每个灌浆作业面一般配置一台移动砂浆搅拌车,砂浆移动搅拌车配置一套加料设备和加料人员,每台砂浆移动搅拌车配置一台吊车、一台沥青运输车、一台干料运输车,加料人员2人～3人。搅拌灌浆与加料(运输)同时进行。采用现场直接加料搅拌砂浆的方式。减少了移动砂浆搅拌车回站加料耽误时间,大大地提高了砂浆移动搅拌车的工作效率。
6.4 水泥乳化沥青砂浆拌合
每次灌注施工前均应进行砂浆试拌合,测量其扩展度、流动度、含气量、砂浆温度等指标,根据砂浆状态可对外加剂和消泡剂进行微调。各项指标合格后即可进行轨道板水泥乳化沥青砂浆垫层灌注施工,每次施工应按规定留取试件。灌浆施工时,每灌注4块就应进行砂浆测量其扩展度、流动度、含气量、砂浆温度等指标。
6.5 轨道板砂浆垫层灌注作业
6.5.1 量测板腔厚度
砂浆搅拌完成后放置的时间越长,砂浆的损失越大。夏季施工中要求砂浆从搅拌结束后30 min内必须完成灌注。首先,要准确预测每块板所需砂浆的数量,尽量做到每块板的砂浆不能剩余太多,又不能出现灌不满的情况;其次,加强砂浆车操作手、运输人员与机械、灌浆人员的协调统一。
由于底座板的高程控制误差,每块板的板腔厚度存在差异,砂浆灌注量也不相同,为确保板的一次性灌注,在灌板之前要对板腔厚度进行一次量测,掌握每块板的砂浆灌注量,便于砂浆生产。每块板所需砂浆的方量需在计算方量的基础上再加75 L。当砂浆量不足以保证灌满一块板时则不能进行灌浆施工,更不允许对一块板进行两次灌注。
6.5.2 对环境温度、板腔温度和砂浆温度的测量
灌板前应测量环境温度、板腔温度和砂浆温度,并做好记录。当砂浆温度超过35 ℃时,不允许进行灌注。
6.5.3 灌注水泥乳化沥青砂浆
在砂浆灌注地点,先将土工布铺在轨道板上,同时插好灌浆漏斗,防止砂浆从灌浆孔溢出,污染轨道板。将灌注软管出口对准轨道板中间灌浆孔,开启出料调节阀,进行灌浆施工。灌浆过程中,应对侧面封边砂浆的排气孔进行观测,排气孔冒出砂浆后,用泡沫材料或纶面塞住排气孔,同时观察灌浆孔内砂浆表面高度的变化情况,应确保砂浆面至少达到轨道板的底边且不能回落时,灌浆过程才可结束。在曲线超高地段灌浆时,应加高灌浆护筒,使砂浆液面略高出底边,以保证砂浆饱满。
6.6 夏季施工控制措施
乳化沥青是热力学不稳定体系,对温度极为敏感。因此,水泥乳化沥青砂浆对温度也极为敏感,在夏季高温季节极易出现流动度损失过快导致无法施工的状况。为此,技术条件明确规定砂浆的拌合物温度不能大于35 ℃。为保障夏季高温季节砂浆施工的顺利进行,需从原材料的温度控制、施工组织和外加剂调整等方面共同采取措施。在正常连续施工的情况下,当原材料特别是干料的温度达到30 ℃时,砂浆的温度就会达到35 ℃。为此,技术条件规定原材料的温度不能超过30 ℃。因此,为了保障夏季施工的顺利进行,控制原材料特别是干料和乳化沥青的温度不超过30 ℃是关键。
7 结语
CRTSⅡ型无砟轨道板水泥乳化沥青砂浆施工质量,关系到客运专线和高速铁路的耐久性、稳定性和安全性,在施工过程中要全面控制。从原材料进场仓储的温度控制到施工过程中的洁净程度、表面湿润程度、环境温度、板腔温度和砂浆温度、灌注量的控制,直接关系到CRTSⅡ型无砟轨道板水泥乳化沥青砂浆施工质量,通过京沪高速铁路CRTSⅡ型无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工,只要严格掌控水泥乳化沥青砂浆施工过程的关键工序和要点,确保水泥乳化沥青砂浆施工质量并不难做到。
摘要：简单介绍了CRTSⅡ型无砟轨道的结构形式,阐述了水泥乳化沥青砂浆的组成、作用、配合比试配、拌合的稳定性确定等,结合工程实例,详细归纳了CRTSⅡ型无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的施工及质量控制,以确保水泥乳化沥青砂浆施工质量。
关键词：无砟轨道,水泥乳化沥青砂浆,施工,质量控制
参考文献
[1]铁科院.CRTSⅡ型板式无砟轨道板水泥乳化沥青砂浆配制及施工技术[Z].2009.
[2]京沪高速(安)[2009]147号.京沪高速铁路无砟轨道水泥乳化沥青砂浆现场工艺性试验管理实施细则[S].
水泥沥青砂浆 篇9
一、地面起砂的原因
1、砂浆水灰比太大。水灰比跟水泥砂浆强度成反比，水灰比增大，砂浆强度降低。如施工中用水量过多，将会大大降低面层砂浆，同时水灰比太大一时难以压光，当地面脱水后，面层会出现气孔及腐点，砂浆太稀，沉淀后会出现离析现象，使剩余的砂粒周围的水泥浆包裹不住砂料，影响握裹力，这时就是压出一层水泥浆薄膜，强度也很低，使用日久就会磨损，露出砂子来，造成起砂。
2、不了解水泥硬化的基本原理，工序安排不当，以及底层过干或过湿，造成地面压光时间过早或过迟。压光过早，水泥的水化作用刚刚开始，凝胶尚未全部形成，游离水份还比较多，虽经压光，表面还会出现水光(即压光后表面游浮一层水)，对面层砂浆的强度抗磨能力很不利；压光过迟，水泥已终凝硬化，不但操作困难，无法消除面层表面的毛细孔及抹痕，而且还会扰动已经硬结的表面，也将大大降低砂浆的强度和抗磨能力，从而起砂。
3、养护不当。如果不养护或养护不够，在干燥环境中面层水份迅速蒸发，水泥的水化作用就会受到影响，减缓硬化速、严重时甚至停止硬化，致使水泥砂浆脱水而影响强度和抗磨能力。此外，如果养护过早，由于地面较“嫩”会导致大面积脱皮，砂粒外露，导致起砂。
4、上人过早。水泥地面在尚未达到足够强度就上人走动或进行下道工序的施工，致使地面遭受摩擦等作用，易使地面起砂。
5、冬季施工方法不当。(1)冬季施工保温工作不够，气温低使地面受冻，其强度降低。同时砂浆骨料周围的一层水泥浆膜，在解冻后其粘结力也被坏，形成松散颗粒，一经人走动也会起砂。(2)冬季施工虽进行保温，但如果室内生火升温不组织排放烟气，燃烧时产生的二氧化碳与水泥砂浆表面接触后，与水泥经水化后生成的未硬化的氢氧化钙产生化学后应，生成碳酸钙。它本身强度不高，但阻止水泥砂浆的正常水化，从而显著降低面层强度，常常造成地面起砂。
6、原材料不符合要求。(1)所用的水泥标号太低或存放时间过长，受潮结块，这种水泥活性差，影响地面面层强度和耐磨性能。(2)面层的砂浆标号太低，压平后表面有麻点，沙粒外漏压不住光缆，面层强度低，一经使用也会造成地面起砂。(3)砂子粒经过小，过细，拌合时需水量大，水灰比大，强度降低。试验说明，用同样配比做的砂浆试块，细砂拌制的砂浆强度比用中砂拌制的砂浆强度低25-30％。砂子的含泥量超过5％时，也会影响水泥与砂子的粘结力，容易造成地面起砂。
二.防治起砂的措施
(一)預防措施
1、严格控制水灰比。宜采用于硬的砂浆，随拌随用，及时压光，或用木抹子拍打，使表面泛浆，以保证面层的强度和密实度。
2、掌握好面层压光时间，水泥地面压光一般不少于三遍。第一遍应在面层辅设后随即进行，用木抹子的均匀搓打一遍，使面层材料均匀，紧密、平整、以表现不出现水层为宜。第二遍压光应在水泥初凝后，终凝前完成(一般以上人时有轻微脚印但又不明显下陷时为宜)，将表面压实、压平整、第三遍压光主要是消除抹痕和闭塞毛细孔，进一步将表面压实、压光滑(时间应掌握在上人时不出现脚印或有不明显脚印为宜)，但切忌在水泥终凝后压光。
3、认真养护。在地面凝固一天后，进行覆盖、浇水养护，使用普通硅酸盐水泥地面连续养护时间不得少于七天，使用砂渣硅酸盐水泥地面边续养护时间不得少于十天。
4、合理安排施工流向。避免过早上人，一般在十五天以后上人，严禁在已做好的水泥地面上拌合砂浆或倾倒砂粒。粉饰工程施工时应避免对面层产生污染和损坏。
5、在低温下施工，应防止面层受冻，保证施工环境温度+5度以上。采用火烤时应设烟囱，有组织地向室外排放烟气。温度不宜过高，并应使室内保持一定的温度。
6、所有的水泥除应有出厂合格证外，还必须进行检验，以确保达到设计标号。
7、面层的水泥砂浆配合比不宜低于1：2。
8、拌制水泥砂浆用的砂应采用干净的中砂，并过筛，含泥量不应超过3％。
(二)治理方法
1、小面积起砂且不严重时，可用磨石将起砂部分水磨，直到露出坚硬的表面，也可以用纯水泥浆罩面的方法进行修补；其操作顺序是：清理基层—压光2-3遍—养护。如果表面不光滑，还可水磨一遍。
2、大面积起砂，可用107胶水泥浆修补，具体方法如下：
(1)先用钢丝刷将起砂部分的浮砂清除掉，并用清水冲洗干净。
(2)用107胶加水(约一倍水)搅拌均匀后，涂刷在地面表面，以增强水泥砂浆与地面的粘结力。
(3)107胶水泥砂浆应分层涂抹，每层涂抹约0.5 mm厚为宜。底层胶浆的配比可用水泥；107胶；水=1：0.25：0.35一般涂抹一到两遍，面层胶浆的配比可用水泥：107胶：水=1.1：0.2：0.45，要涂抹2-3遍。
(4)涂抹后按照水泥地面的养护方法进行养护，2-3天后，用细砂轮或油石轻轻将抹痕磨去，然后上蜡一遍，即可使用。
3、对于严重起砂的水泥地面，应将面层全部除掉，清除浮砂，用清水清洗干净，并刷一层素水泥浆(可掺入适量的107胶)，然后用1：2水泥砂浆另辅一面层，随刷浆随铺面层，做为压光和养护工作。
水泥沥青砂浆 篇10
1.1 工程概况
京沪高铁是世界上一次建成线路最长、技术标准最高的高速铁路,全长1 318 km,连接环渤海和长江三角洲两大经济区。中铁六局京沪高速铁路二标一工区桥梁二大队承担沧德特大桥DK259+431～DK285+903管段内轨道板水泥乳化沥青砂浆灌注施工任务,全长21.559 km双线公里,共需灌注轨道板约6 634块,需用水泥乳化沥青砂浆约3 298 m3。
1.2 环境气候条件
本段属暖温带亚湿润季风气候区,四季分明。大风多集中在3,4月份,年平均降雨量在560 mm～800 mm左右,70%的降雨主要集中在7,8月份,年平均温度在11 ℃～14 ℃,极端最高气温为40 ℃,最冷月平均气温在-4 ℃左右。
2 施工工艺
根据工点具体情况,制定CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工工艺如图1所示。
3 施工方法
3.1 封边作业
封边分为纵向和横向封边。
1)纵向封边。
a.采用角钢封边,角钢7 cm×7 cm,封边带为软质泡沫或纤维带。每块板用封边材料:2.78 m长角钢4根,0.52 m角钢2根;普通压紧装置4根、板缝压紧装置1根。2.78 m角钢在距端部0.45 m左右设置一个排气孔;0.52 m角钢在距两端0.09 m左右各设置一个排气孔。则每块板封边带上共设置8个排气孔。排气孔上边缘与板底平齐或略高于板底保证排气通畅,排气孔角度在45°左右。
b.封边角钢固定装置扣放在轨道板上,靠横向和纵向的螺栓压紧封边角钢,确保压紧压实不漏浆。
2)横向封边。
横向封边是乳化沥青砂浆垫层的一部分,采用同设计的水泥乳化沥青砂浆相同配方的材料拌和,然后放置一段时间,等待砂浆的稠度达到可塑状态时进行封堵,封堵时轨道板侧面用镀锌铁皮封堵,确保砂浆不会流到板底,封边时要用小木条进行捣实,避免砂浆松散填充灌注时漏浆。在封堵时用PVC管留出GRP点和预埋锚杆的位置孔。横向板缝预留4个排气孔。在灌注时排完气留出少量砂浆后及时封堵。
3.2 预湿作业
由于底座板和轨道板都是混凝土结构,都是吸水率较高的结构物,降低了砂浆的流动性,影响砂浆灌注的质量。为了保证与砂浆的接触面不会吸收沥青砂浆中的水分,因此在砂浆灌注前2 h用高压旋转喷雾水枪对与砂浆接触面进行预湿。确保整个底座板表面和轨道板底面在灌注时保持湿润,使得砂浆和底座板能更好地粘结,但不得有积水。此项工作由专人在封边后施作。
3.3 锚固轨道板压紧
在精调作业完成后,为控制水泥乳化沥青砂浆灌注对轨道板位移,特别对轨道板上浮影响,需要安装锚固压紧装置。设置原则是:超高不大于45 mm地段每块轨道板上在端部和侧面中部位置各设置一个压紧装置,共四点压紧;超高大于45 mm的曲线地段每块轨道板上在端部设置一个压紧装置,两侧各设置两个侧面压紧装置,共六点压紧。
压紧固定装置设置在轨道板的侧面中间和安装圆锥体用过的接头锚杆处。采用ϕ16 mm,长550 mm精轧螺纹锚固杆,在锚固杆上扣上自制的平板或L形压件,用翼形螺母充分拧紧,以防止轨道板移动。
侧面压紧装置锚杆距板边8.5 cm左右,纵向让开精调装置20 cm,中间的一个压紧装置位于第5个承轨槽正中。深度15 cm,锚杆必须垂直于底座板,压紧装置和轨道板的搭接长度应在3 cm以上。
安装压紧装置,将翼型螺母先用手拧紧,再用钢筋作加力杆拧紧,保证充分压紧,但不得影响轨道板精调结果。
压紧装置拆除:砂浆本身膨胀完成后,可拆除压紧装置,根据环境温度不同,具体拆除时间根据试验强度确定。
拆除过程中,应注意对轨道板混凝土表面的保护,严禁磕碰轨道板,并对拆除后的精轧螺纹钢筋锚固部分涂抹少量润滑油后进行重复利用,并使用修补砂浆封堵底座板上孔洞。
3.4 水泥乳化沥青砂浆搅拌
干粉、乳化沥青需由汽车从3号搅拌站储存仓运送到工地进行加料,特制沥青运输车,每罐容积3 t,用乳化沥青泵抽送到砂浆车内;每个砂浆车配备一台可装载10 t干粉转运车,将成袋干粉料在储存仓装车后汽运到工地,再在搅拌地点将成袋干粉料吊到砂浆车上方装料。各种原材料储存、运输、使用时的温度必须在5 ℃～30 ℃之间。
水泥乳化沥青砂浆采用专用砂浆搅拌车(一台装在载重卡车底盘上的移动搅拌设备,搅拌设备的材料储备可制成约6 m3～7 m3的 水泥乳化沥青砂浆,转速应在0 r/min～200 r/min可调)制造生产。
乳化沥青的使用:
1)搅拌车内的沥青砂浆应现装现用。
2)乳化沥青进入砂浆搅拌罐之前应通过过滤器,以防止乳化沥青结皮及杂物混入砂浆,针对砂浆搅拌车现状,定期清理车内乳化沥青的结皮物。当更换不同厂家和不同品种的沥青砂浆时,搅拌车内的乳化沥青罐应彻底清洗。
3)泵送乳化沥青前应用清水将泵循环清洗5 min以上,放净管道中的积水后,将入口管道插入乳化沥青桶,出口置于一空桶中,泵出约5 kg以上。
原材料采用电子计量系统计量,使用前和正常使用中每周至少校核一次计量系统。各种材料计量允许偏差为乳化沥青、干粉、水最大偏差为±1%,减水剂和消泡剂为0.5%。
水泥乳化沥青砂浆搅拌由砂浆车根据输入的配合比自行拌制。基本搅拌工艺:先加乳化沥青、水、减水剂、消泡剂等液态料,低速搅拌20 s。液态料混合均匀后在中速搅拌中加干粉,加完干粉后,立即高速搅拌120 s,然后低速搅拌60 s～120 s,最后卸料,时间30 s。高速搅拌转速110 r/min～130 r/min,中速搅拌转速为60 r/min～80 r/min,低速搅拌转速为25 r/min～30 r/min。
砂浆从搅拌设备注入中间储存罐。中间储存罐的容积最大为650 L,在储存罐中每次注入浇筑一块轨道板所需的量,即约600 L。这样可避免在中间储存罐中有太多的剩余量。
每灌注8块～10块板,在添加材料时要及时对搅拌设备、灌注设备进行简单冲洗;每班结束时要彻底清洗。
3.5 试验检测
拌和好的水泥乳化沥青砂浆性能试验主要有流动度、扩展度、空气含量、温度、密度;抽检试件成型主要有膨胀率试件,抗压和抗弯折试件,弹性模量试件,抗冻性试件,抗腐蚀性试件。其中:现场检测的指标每天作一次,并作好记录,强度指标作1 d,7 d,28 d的,每天三组试件;膨胀率每工班做一次,每次一组试件,24 h时测量膨胀率。试验参数如表1所示。
3.6 水泥乳化沥青砂浆转运
砂浆流动性、扩展度、可工作时间、含气量和温度等等指标均满足要求后,将砂浆装入中转斗。吊机将中转斗吊到桥面移动车上走行到位的方式。中转斗由于要始终保持搅拌的状态,每个中转斗上部配一10 kW汽油发电机,中转车运输车在两底座板中间行走。
每台砂浆搅拌车配三个中间储存罐负责沥青砂浆的转运,桥面配两台跨双线底座板小车,施工时三个储存罐交替接砂浆并灌注。气温大于25 ℃时中转斗要加盖,防止水分蒸发。
3.7 水泥乳化沥青砂浆灌注
灌注口、观察口处均需加设PVC管,直线板PVC管高于轨道板表面约20 cm,超高板PVC管高于轨道板表面约25 cm。PVC管的底部不得低于轨道板底面以免妨碍砂浆流动,PVC管直径160 mm,壁厚5 mm,下方70 mm沿管壁切割缩小后用胶带缠绕密实,四周板面上铺设棉毡,防止污染轨道板。
中转斗上输送砂浆的软管两端各装有截断装置,一般情况下灌浆过程通过三个灌浆孔的中间孔进行。一块板灌浆必须一次完成,2 cm,3 cm,4 cm厚的板缝对应的砂浆量分别为350 L,500 L,660 L。
3.8 灌浆口封闭
为保证灌浆孔处封闭混凝土与水泥乳化沥青砂浆的胶结,砂浆轻度凝固后舀出灌注孔内多余的部分,插入S形钢筋钩。舀出后灌浆孔中水泥乳化沥青砂浆顶面要低于轨道板顶面10 cm～15 cm,在宽接缝灌注时用C55混凝土填充抹平灌浆孔。
3.9 养护及封边带拆除
1)水泥乳化沥青砂浆养护采取自然养护。
2)砂浆本身膨胀完成后,可拆除压紧装置,当水泥乳化沥青砂浆抗压强度达到1.0 MPa后,可拆除精调千斤顶,当水泥乳化沥青砂浆抗压强度达到3.0 MPa以上后可在轨道板上承重。
3)砂浆强度大于2.0 MPa的时候方可拆边,因为拆边过早,水泥乳化沥青砂浆失水容易开裂,且拆边容易将砂浆凿裂。
4)灌注后注意养护,当砂浆灌注后下雨,需采用塑料布将轨道板连同底座板一同裹起。
4 结语
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