專利名稱：一種高早強(qiáng)自膨脹ca砂漿材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CA砂漿材料，適于城際高速鐵路、城市高速輕軌和城市地鐵用。
背景技術(shù)：
隨著綜合國力的增強(qiáng)，我國高速鐵路網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃將逐步付諸實(shí)施，預(yù)計(jì)在2020年前我國將初步建成時(shí)速達(dá)到200km/h以上的高速鐵路網(wǎng)。CA砂漿是板式無碴軌道的關(guān)鍵組成部分，一方面可使軌道具有合理的彈性，另一方面便于調(diào)整軌道施工誤差，因此CA砂漿彈性減振材料的使用對于提高列車高速行駛的安全性與乘坐的舒適性均具有非常重要的作用。此外，與高彈性橡膠材料相比，它還具有與軌道板底面接觸好、方便施工、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，因此CA砂漿自一出現(xiàn)就引起本領(lǐng)域有關(guān)人員的熱切關(guān)注，并在實(shí)際應(yīng)用中具有廣闊的應(yīng)用前景。
目前采用乳化瀝青、早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥、砂、減水劑、引氣劑等基本原材料制備CA砂漿也可以基本滿足工程應(yīng)用，但該CA砂漿完成澆注脫模后強(qiáng)度增長較慢，影響軌道鋪設(shè)速度，一般在7天左右才能滿足軌道鋪設(shè)時(shí)擱置重物的強(qiáng)度要求(≥0.7MPa)，28天左右才能滿足線路竣工通車的強(qiáng)度要求(≥1.8MPa)。而高速無碴軌道機(jī)械化施工速度較快，提高CA砂漿的早期強(qiáng)度，無疑對節(jié)省無碴軌道的建設(shè)成本，提高無碴軌道的建設(shè)速度具有重要意義。由于我國無碴軌道的建設(shè)才剛剛起步，對于CA砂漿的研究較少，現(xiàn)有的CA砂漿試驗(yàn)產(chǎn)品并沒有很好的解決這些問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種早期24h強(qiáng)度高的高早強(qiáng)自膨脹CA砂漿材料。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高早強(qiáng)自膨脹CA砂漿材料，其特征在于它包括乳化瀝青、水泥、砂、硅灰和減水劑原料混合攪拌而成，各原料所占重量份為乳化瀝青100份，水泥50-150份，砂80-350份，硅灰1-50份，減水劑0.1-10份，水0-80份；所述的水泥為普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥各占重量百分比為硫鋁酸鹽水泥80-95，普通硅酸鹽水泥5-20(以硫鋁酸鹽水泥為主，普通硅酸鹽水泥為輔)；或者普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥各占重量百分比為普通硅酸鹽水泥80-95，硫鋁酸鹽水泥5-20(以普通硅酸鹽水泥為主，硫鋁酸鹽水泥為輔)。
所述的硫鋁酸鹽水泥為早強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥、自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥中的任一種或二種混合，二種混合時(shí)，為任意配比。
所述的普通硅酸鹽水泥為早強(qiáng)32.5、42.5、52.5、62.5硅酸鹽水泥，也可以是普通32.5、42.5、52.5、62.5硅酸鹽水泥；32.5、42.5、52.5礦渣水泥；32.5、42.5、52.5粉煤灰水泥。
所述的乳化瀝青為中裂或慢裂型乳化瀝青，質(zhì)量固含量為55-72％，是非離子型、陽離子型、陰離子型或者兩性離子型。
所述的砂為普通細(xì)河砂，細(xì)度模數(shù)為1.9～2.2。
硅灰采用一般國內(nèi)市場有售的國產(chǎn)或進(jìn)口硅灰。
所述的減水劑為FDN或聚羧酸類減水劑。
上述高早強(qiáng)自膨脹CA砂漿材料的制備方法之一所有原材料按照比例稱量好后，一起加入攪拌機(jī)同時(shí)攪拌30-300秒。
上述高早強(qiáng)自膨脹CA砂漿材料的制備方法之二先將固體原材料按比例稱量好后，一起加入攪拌機(jī)先干拌15-50秒，然后加入乳化瀝青和水再攪拌30-120秒。
本發(fā)明克服了現(xiàn)有水泥技術(shù)中對硅酸鹽系列水泥和硫鋁酸鹽水泥一般不能混用的規(guī)定，通過大量的實(shí)驗(yàn)，采用合適比例的硫鋁酸鹽水泥部分取代普通硅酸鹽水泥，獲得了意想不到的效果，既能提高CA砂漿早期24h的強(qiáng)度、又能提高其膨脹后體積穩(wěn)定性和材料均勻性。本發(fā)明適用于城際高速鐵路、城市高速輕軌和城市地鐵。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
本發(fā)明提供的高早強(qiáng)自膨脹CA砂漿材料包括二個(gè)方面的內(nèi)容1、以普通硅酸鹽水泥為主，硫鋁酸鹽水泥為輔，通過硫鋁酸鹽水泥提供水泥早強(qiáng)需要的SO3，在短時(shí)間內(nèi)，能與硅酸鹽水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2生成鈣礬石，產(chǎn)生膨脹，產(chǎn)生早期強(qiáng)度，同時(shí)也能促進(jìn)硅酸鹽水泥的水化，達(dá)到提高CA砂漿早期強(qiáng)度的目的。硅灰作為一種納米級(jí)的材料，具有比表面積大，在新拌狀態(tài)能夠提高砂漿的粘度，防止砂漿的分層離析，而且其表面活性高，能提高砂漿的早期強(qiáng)度。
以普通硅酸鹽水泥為主，硫鋁酸鹽水泥為輔的CA砂漿的主要技術(shù)性能列于表1中。
表1以普通硅酸鹽水泥為主，硫鋁酸鹽水泥為輔的CA砂漿的主要技術(shù)性能

表1中測試方法按照日本土木學(xué)會(huì)預(yù)填骨料灌漿混凝土試驗(yàn)方法進(jìn)行。瀝青為慢裂快凝型陽離子乳化瀝青，硅酸鹽水泥為普通硅酸鹽42.5水泥，硫鋁酸鹽水泥為自應(yīng)力硫鋁酸鹽52.5水泥。
實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3采用第一種制備方法所有的原材料一起投入，同時(shí)攪拌。
實(shí)施例4、實(shí)施例5采用第二種制備方法，先干拌后加入其余液體原材料進(jìn)行濕拌。
從表中我們可以看出以硅酸鹽水泥為主，硫鋁酸鹽水泥為輔的CA砂漿的早期24h強(qiáng)度和膨脹率均較普通CA砂漿有較大的提高，且材料分離度降低。
兩種制備方法所得的CA砂漿性能相差不大，但采用第二種方法先干拌后濕拌的效果要略好于采用第一種方法制備的CA砂漿的性能。
2、以硫鋁酸鹽水泥為主，普通硅酸鹽水泥為輔，依靠硫鋁酸鹽水泥自身早期強(qiáng)度高，微膨脹，后期強(qiáng)度降低的特點(diǎn)，依靠摻入普通硅酸鹽水泥提供水泥后期強(qiáng)度增加所需的水泥礦物，同時(shí)達(dá)到CA砂漿早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度穩(wěn)定、微膨脹的目的。以硫鋁酸鹽水泥為主，普通硅酸鹽水泥為輔的CA砂漿的主要技術(shù)性能列于表2中。
表2以硫鋁酸鹽水泥為主，普通硅酸鹽水泥為輔的CA砂漿的主要技術(shù)性能

表2中測試方法按照日本土木學(xué)會(huì)預(yù)填骨料灌漿混凝土試驗(yàn)方法進(jìn)行。瀝青為慢裂快凝型陽離子乳化瀝青，硫鋁酸鹽水泥為自應(yīng)力硫鋁酸鹽52.5水泥，硅酸鹽水泥為普通硅酸鹽42.5水泥。
實(shí)施例6、實(shí)施例7采用第一種制備方法所有的原材料一起投入，同時(shí)攪拌。
實(shí)施例8、實(shí)施例9采用第二種制備方法，先干拌后加入其余液體原材料進(jìn)行濕拌。
從表中可以看出以硫鋁酸鹽水泥為主，硅酸鹽水泥為輔的CA砂漿的早期24h強(qiáng)度和膨脹率均較普通CA砂漿有較大的提高，且材料分離度降低。
兩種制備方法所得的CA砂漿性能相差不大，但采用第二種方法先干拌后濕拌的效果要略好于采用第一種方法制備的CA砂漿的性能。
實(shí)施例10一種高早強(qiáng)自膨脹CA砂漿材料，它包括乳化瀝青、水泥、砂、硅灰和減水劑原料混合攪拌而成，各原料所占重量份為乳化瀝青100份，水泥50份，砂80份，硅灰1份，減水劑0.1份；所述的水泥為普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥的混合水泥，普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥各占重量百分比為硫鋁酸鹽水泥80，普通硅酸鹽水泥20(即硫鋁酸鹽水泥所占重量份為40份，普通硅酸鹽水泥所占重量份為10份)。
瀝青為慢裂快凝型陽離子乳化瀝青；硫鋁酸鹽水泥為早強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥；普通硅酸鹽水泥為早強(qiáng)42.5硅酸鹽水泥；砂為普通細(xì)河砂，細(xì)度模數(shù)為1.9～2.2；減水劑為聚羧酸類減水劑。
實(shí)施例11一種高早強(qiáng)自膨脹CA砂漿材料，它包括乳化瀝青、水泥、砂、硅灰和減水劑原料混合攪拌而成，各原料所占重量份為乳化瀝青100份，水泥50份，砂80份，硅灰1份，減水劑0.1份；所述的水泥為普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥的混合水泥，普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥各占重量百分比為普通硅酸鹽水泥80，硫鋁酸鹽水泥20。
瀝青為慢裂快凝型陽離子乳化瀝青；硫鋁酸鹽水泥為早強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥；普通硅酸鹽水泥為早強(qiáng)42.5硅酸鹽水泥；砂為普通細(xì)河砂，細(xì)度模數(shù)為1.9～2.2；減水劑為聚羧酸類減水劑。
實(shí)施例12300kg乳化瀝青+264kg普通硅酸鹽42.5水泥+36kg自應(yīng)力硫鋁酸鹽52.5水泥+585kg砂+60kg硅灰+75kg外加水+6kgFDN9000減水劑，所有原材料按照比例稱量好后，一起加入攪拌機(jī)同時(shí)攪拌100秒。制成的CA砂漿的主要技術(shù)指標(biāo)為24h抗壓強(qiáng)度0.6MP、72h抗壓強(qiáng)度2.4MP、膨脹率0.3％、材料分離度1.9％、靜態(tài)彈性模量320MP。
實(shí)施例13264kg普通硅酸鹽42.5水泥+36kg自應(yīng)力硫鋁酸鹽52.5水泥+585kg砂+60kg硅灰+75kg外加水，所有固體原材料按照比例稱量好后，一起加入攪拌機(jī)先干拌45秒。然后將300kg乳化瀝青+6kgFDN9000減水劑按比例稱好后加入，再攪拌60秒。制成的CA砂漿的主要技術(shù)指標(biāo)為24h抗壓強(qiáng)度0.7MP、72h抗壓強(qiáng)度2.4MP、膨脹率0.3％、材料分離度1.8％、靜態(tài)彈性模量330MP。
實(shí)施例14300kg乳化瀝青+15kg普通硅酸鹽42.5水泥+285kg自應(yīng)力硫鋁酸鹽52.5水泥+585kg砂+60kg硅灰+75kg外加水+6kgFDN9000減水劑，所有原材料按照比例稱量好后，一起加入攪拌機(jī)同時(shí)攪拌100秒。制成的CA砂漿的主要技術(shù)指標(biāo)為24h抗壓強(qiáng)度1.3MP、72h抗壓強(qiáng)度2.8MP、膨脹率0.6％、材料分離度1.8％、靜態(tài)彈性模量375MP。
本發(fā)明的乳化瀝青、水泥、砂、硅灰、水和減水劑原料的上下限取值以及區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此就不一一列舉實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種高早強(qiáng)自膨脹CA砂漿材料，其特征在于它包括乳化瀝青、水泥、砂、硅灰和減水劑原料混合攪拌而成，各原料所占重量份為乳化瀝青100份，水泥50-150份，砂80-350份，硅灰1-50份，減水劑0.1-10份，水0-80份；所述的水泥為普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥各占重量百分比為硫鋁酸鹽水泥80-95，普通硅酸鹽水泥5-20；或者為普通硅酸鹽水泥80-95，硫鋁酸鹽水泥5-20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高早強(qiáng)自膨脹CA砂漿材料，其特征在于所述的硫鋁酸鹽水泥為早強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥、自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥中的任一種或二種混合，二種混合時(shí)，為任意配比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高早強(qiáng)自膨脹CA砂漿材料。一種高早強(qiáng)自膨脹CA砂漿材料，其特征在于它包括乳化瀝青、水泥、砂、硅灰和減水劑原料混合攪拌而成，各原料所占重量份為乳化瀝青100份，水泥50－150份，砂80－350份，硅灰1－50份，減水劑0.1－10份，水0－80份；所述的水泥為普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥各占重量百分比為硫鋁酸鹽水泥80－95，普通硅酸鹽水泥5－20；或者為普通硅酸鹽水泥80－95，硫鋁酸鹽水泥5－20。本發(fā)明的CA砂漿材料具有早期24h強(qiáng)度高、膨脹后體積穩(wěn)定性好和材料均勻性好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B24/36GK1821156SQ200610018439
公開日2006年8月23日 申請日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者胡曙光, 王濤, 王發(fā)洲, 丁慶軍, 葉家軍, 高濤, 鄒進(jìn)忠 申請人:武漢理工大學(xué), 湖北國創(chuàng)高科實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司