Crts i型板式無砟軌道用乳化瀝青水泥砂漿及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高速鐵路乳化浙青水泥砂漿技術領域，具體涉及一種CRTSI型板式無 砟軌道用乳化浙青水泥砂漿及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在高速鐵路無砟軌道發(fā)展歷程中，技術較為完善的當屬日本的板式無砟軌道即 CRTSI型和德國的板式無砟軌道CRTSII型，這兩種板型都需要乳化浙青水泥砂漿即CA (cementasphaltmortar)砂楽做墊層。CA砂楽是由水泥、細骨料、錯粉、混合料等粉體、乳 化浙青、水、消泡劑、引氣劑等多種液體和其它外加劑經(jīng)特定工藝攪拌制得的具有特殊性能 的砂漿，是一種新型半剛性有機無機復合材料，既具有一定的彈性，又具有一定的強度，在 無砟軌道中起到調(diào)平、減震、緩沖和支撐的作用。這兩種板型在結構和使用性能上，存在較 大差異。CRTSI型的關鍵技術是CA砂漿，而CRTSII型的關鍵技術是軌道板的制備。日本 從1965年開始研究，經(jīng)過30多年的試驗研究和試鋪，開發(fā)出適用于溫暖地區(qū)、寒冷地區(qū)、現(xiàn) 場修補的各種不同性質的CA砂漿，這些砂漿的價格比較高，同時對制備砂漿的原材料也有 較多限制，需要專門的廠家和特殊的生產(chǎn)工藝。
[0003] 中國高速鐵路的發(fā)展較世界上部分發(fā)達國家晚，在2004年以后，原鐵道部才先后 向日本、德國等購買高鐵技術，經(jīng)過引進、消化、吸收后，結合中國國情進行了再創(chuàng)新。因此， 國內(nèi)對高速鐵路無砟軌道CA砂漿的研究應用較晚，研制的乳化浙青水泥砂漿與進口的乳 化浙青水泥砂漿在含氣量、早期強度、抗凍性、耐候性等性能方面還存在著差距，而我國地 域廣闊，南北地質和氣候條件差異太大，特別是嚴寒地區(qū)對CA砂漿性能要求更高，即使完 全采用國外的原料和砂漿制備技術，也并不能完全滿足我國地理環(huán)境和氣候的需要。
[0004] 中國專利CN100334032C中乳化浙青水泥砂漿的制備方法主要是通過調(diào)節(jié)普通硅 酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥的混合比例，提高乳化浙青水泥砂漿的Id的早期強度和膨脹后 體積的穩(wěn)定性。中國專利CN101058493B乳化浙青水泥砂漿中還含有陽離子氯丁膠乳、粉煤 灰、再分散乳膠粉、木質纖維素及纖維素醚等，組成比較復雜。中國專利CN1858016A的乳化 浙青水泥砂漿只適合于溫暖地區(qū)使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種CRTSI型板式無砟軌道用乳化浙青水泥砂漿，該乳化浙 青水泥砂漿早期強度高、流動性好、抗凍性和耐候性好，特別適合寒冷地區(qū)；本發(fā)明同時提 供了其制備方法。
[0006] 本發(fā)明所述的CRTSI型板式無砟軌道用乳化浙青水泥砂漿，由以下質量份數(shù)的原 料組成：改性乳化浙青380?415份、干粉料800?880份、水25?36份、消泡劑0. 11? 0.3份和引氣劑0.3?2份。
[0007] 本發(fā)明所用乳化浙青為改性乳化浙青，改性乳化浙青所用改性劑為復合改性劑， 一種為丁苯橡膠乳液，可以極大地提高浙青的低溫性能；一種為樹脂乳液，與水泥相容性 好，可以提高砂漿的粘結性和早期強度。該乳化浙青砂漿早期強度高，抗凍性和耐候性好， 適用于我國各種不同的地理環(huán)境條件，尤其是寒冷地區(qū)，同時可以提高無砟軌道使用壽命。
[0008] 所述的改性乳化浙青由以下質量份數(shù)的原料組成：基質浙青58?63份、丁苯膠乳 2?10份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液1?8份、復合乳化劑0. 5?8份、穩(wěn)定劑0. 01?2 份、酸0. 1?3份和水35?40份。
[0009] 其中，該改性乳化浙青中：
[0010] 所述的基質浙青優(yōu)選70#或90#重交浙青。
[0011] 所述的丁苯膠乳為陰離子乳聚型，固含量為40?60%，苯乙烯單體含量為20? 50wt.%，丁苯膠乳與浙青相容性好，可以提高浙青的耐低溫性能和抗凍性。
[0012] 所述的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液為陰離子型，固含量為40?50%。苯乙烯-丙 烯酸酯共聚乳液與水泥相容性好，可以提高砂漿的粘結力、早期強度、彈性模量和抗凍性。
[0013] 所述的復合乳化劑由非離子乳化劑和陽離子乳化劑組成，非離子乳化劑優(yōu)選辛基 酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一種，辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的乙 氧基數(shù)為8-30,乙氧基數(shù)只有在8以上乳化劑才有良好的水溶性。陽離子乳化劑優(yōu)選十八 烷基三甲基氯化銨、烷基雙季銨鹽或胺化木質素中的一種或多種。
[0014] 所述的穩(wěn)定劑采用有機高分子材料和/或無機鹽。有機高分子材料優(yōu)選聚乙烯 醇、纖維素或聚丙烯酰胺，用來提高水相的黏度和密度，增加浙青微粒布朗運動的阻力，提 高改性乳化浙青體系的穩(wěn)定性。無機鹽優(yōu)選氯化鈣或氯化銨，用來增強乳液顆粒周圍的雙 電層效應，增大I電位值，增加顆粒間的相互排斥力，減緩顆粒間的凝聚速度，提高乳化能 力，提高乳液的穩(wěn)定性，特別是低溫貯存穩(wěn)定性，還可以減少季銨鹽類乳化劑的用量。
[0015] 所述的酸優(yōu)選鹽酸或己二酸。酸的加入可以調(diào)節(jié)PH值，增加改性乳化浙青體系的 穩(wěn)定性，同時可以減少乳化劑用量。
[0016] 所述的干粉料由以下質量份數(shù)的原料組成：水泥30?37份；細砂63?72份；膨 脹劑2. 8?3. 2份和鋁粉0? 0020?0? 0030份。
[0017] 該干粉料中：
[0018] 水泥優(yōu)選早強硅酸鹽水泥，強度等級為42. 5R、52. 5R中的一種或兩種混合。
[0019] 細砂優(yōu)選山砂,河砂,最大粒徑小于2. 50mm。
[0020] 膨脹劑優(yōu)選硫鋁酸鈣類膨脹劑，硅酸鹽水泥在水化凝固過程中體積會收縮，因此 采用硅酸鹽水泥配置的砂漿在膠結固化過程中也會產(chǎn)生體積收縮，這會導致軌道板與混凝 土底座間出現(xiàn)間隙，承載力不足從而威脅高速列車的行車安全，因此必須在干粉料中添加 相應的膨脹劑使砂漿硬化后體積膨脹，以此補償收縮的體積損失。
[0021] 鋁粉優(yōu)選鱗片狀鋁粉，加入鱗片狀鋁粉可以使砂漿硬化早期時體積產(chǎn)生膨脹。
[0022] 消泡劑優(yōu)選聚氧硅烷消泡劑，消泡劑的加入，一方面可以抑制砂漿拌合時氣泡的 產(chǎn)生，另一方面也能使砂漿內(nèi)生成的大氣泡迅速破裂，防止砂漿硬化后內(nèi)部結構和表面形 成較大空隙，從而降低了砂漿的強度和抗凍性。
[0023] 引氣劑優(yōu)選松香類引氣劑，引氣劑是在砂漿攪拌過程中，起到引入大量均勻分布、 穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的作用，可以阻止或抑制水泥漿中微小冰體的生成，有利于砂漿的 抗凍性。
[0024] 本發(fā)明中配方