一种高速铁路混凝土轨道板用快速修补砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于高速铁路混凝土轨道板的快速修补砂浆，原料按质量分数计包括：水泥100份，细骨料50份～250份，矿物掺合料5～25份，可溶性乳胶粉0份～8份，聚合物乳液0份～20份，减水剂0.1份～1.0份，膨胀组分0.2份～2.0份，塑性剂0.1份～1.5份，早强剂0.1份～1.2份，缓凝组分0.2份～1.5份，消泡剂0.1～0.5份，水0份～30份；其中所述可溶性乳胶粉和所述聚合物乳液的质量份数不同时为0。本发明专利技术还提供所述快速修改砂浆的制备方法及其在在无砟高速铁路混凝土轨道板非结构性伤损修补中的应用。本发明专利技术所述的快速修补砂浆具有和易性好、早强高强、体积稳定性高、耐久性好等特性。

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路混凝土轨道板用快速修补砂浆及其制备方法
本专利技术属于混凝土和铁路建筑材料领域，具体涉及一种用于高速铁路混凝土轨道板快速修补的砂浆及其制备方法。
技术介绍
板式无砟轨道是我国高速铁路的主要轨道结构形式之一，以预制轨道板为结构核心。预制轨道板主要可分为CRTSI型、CRTSII型和CRTSIII型。截止到2019年，我国高速铁路运营总里程超过3万公里，铁路线上混凝土轨道板服役数量近1000万块。随着运营时间的增加，出现损伤的轨道板也随之增多。当轨道板出现影响运营安全和耐久性能的局部碎裂、掉块、蜂窝麻面等非结构性损伤时，需要通过天窗时间段内(一般为4小时)对损伤部位进行修补，以达到终止伤损、完善性能、延长使用寿命的目的。常规的水泥砂浆材料存在强度结构形成慢、界面粘结性能和体积稳定性能差等缺点，因此无法满足维修后列车及时开通运营的要求，而且开通运营后维修部位短时间内又重新出现伤损。为此，现有技术中出现了专门用于无砟轨道预制轨道板快速修复的砂浆。如公开号CNl02924021A(公开日2013年2月13日)的中国专利技术专利申请公开了一种无砟轨道维修用复合水泥基快凝干料和砂浆及其制作方法。其中所述干料由质量比是25％～45％复合水泥、7.8％～15％复合矿物掺合料、0.05％～0.1％缓凝剂、0.05％～0.11％消泡剂、0％～0.01％保水剂、0.26％～1％增稠剂、0.1％～0.16％减水剂、0.05％～0.1％纤维和46％～62.5％石英砂组成，所述复合水泥由质量比是10％～20％硅酸盐水泥和80％～90％硫铝酸盐水泥组成，所述复合矿物掺合料由质量比是20％～60％硅灰和40％～80％矿粉组成，所述缓凝剂是硼酸或酒石酸，所述消泡剂是聚醚改性硅消泡剂或聚二甲基硅氧烷，所述保水剂是羟丙基甲基纤维素醚或甲基纤维素醚，所述增稠剂是可再分散乳胶粉，所述减水剂是聚羧酸盐高效减水剂，所述纤维是聚丙烯腈纤维或聚丙烯纤维。虽然该专利技术披露的砂浆具有快凝早强的性能，但该砂浆的流动性大、塑性差，仅适用于密闭空间填充式施工。而且该专利技术披露的砂浆28d抗压强度最大仅为45MPa(说明书实施例2)，与轨道板C60的强度不匹配，无法满足使用要求。现有技术还出现了有机树脂修补材料。该材料成本较高，对施工环境要求苛刻，且工艺复杂。同时，树脂材料耐老化、耐久性能较差。而且无机-有机材料对温度的敏感性和应力-应变响应性等均存在较大差异，由此容易在修补界面形成应力差，从而导致修补材料与轨道板基体之间产生裂纹、甚至脱落等，难以实现维修的耐久性。中国专利技术专利CN101560077A中公布了一种应用于板式无砟轨道的环氧树脂砂浆组合物，该砂浆对水泥具有耐热老化、耐化学腐蚀、弹性和机械强度好等特点，但是原材料制备工艺较为复杂，搅拌时间较长，不能较好地满足高铁无砟轨道快速施工和修复要求，该专利中的环氧树脂砂浆组合物未涉及小时强度，而且其28d强度较低。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种用于高速铁路混凝土轨道板用快速修补砂浆及其制备方法。该快速修补砂浆具有施工简便、界面粘结性和匹配性好、体积稳定性高、抗渗性能和耐久性能优良等优点。为了实现上述技术效果，本专利技术所采用了如下的技术方案：一种用于高速铁路混凝土轨道板的快速修补砂浆，原料按质量分数计包括：水泥100份，细骨料50份～250份，矿物掺合料5～25份，可溶性乳胶粉0份～8份，聚合物乳液0份～20份，减水剂0.1份～1.0份，膨胀组分0.2份～2.0份，塑性剂0.1份～1.5份，早强剂0.1份～1.2份，缓凝组分0.2份～1.5份，消泡剂0.1～0.5份，水0份～30份；其中所述可溶性乳胶粉和所述聚合物乳液的质量份数不同时为0。优选地，所述用于高速铁路混凝土轨道板的快速修补砂浆，原料按质量分数计包括：水泥100份，细骨料100份～180份，矿物掺合料10～25份，可溶性乳胶粉0份～5份，聚合物乳液0份～15份，减水剂0.1份～0.6份，膨胀组分0.2份～1.5份，塑性剂0.1份～1.0份，早强剂0.1份～1.0份，缓凝组分0.2份～1.0份，消泡剂0.1～0.3份，水3份～25份；其中所述可溶性乳胶粉和所述聚合物乳液的质量份数不同时为0。优选地，所述水泥选自硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥或超细水泥中的一种或任意比例的多种。优选地，所述硅酸盐水泥选自52.5级硅酸盐水泥和62.5级硅酸盐水泥中的一种或任意比例的多种。优选地，所述的硫铝酸盐水泥为42.5级硫铝酸盐水泥和52.5级硫铝酸盐水泥中的一种或任意比例的多种。优选地，所述的超细水泥的比表面积不小于500m2/kg。优选地，所述细骨料选自连续颗粒级配的40目～120目、含水率不大于0.5％(w/w)的石英砂、河砂和山砂中的一种或任意比例的多种。优选地，所述矿物掺合料选自硅灰、磨细矿渣粉、I级粉煤灰和II级粉煤灰中的一种或任意比例的多种。所述硅灰为满足标准GB/T27690《砂浆和混凝土用硅灰》要求的任一种或多种硅灰，包括普通硅灰和/或改性硅灰。优选地，所述可溶性乳胶粉选自醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉和丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉中的一种或任意比例的多种。优选地，所述聚合物乳液选自改性丙烯酸乳液、丁苯乳液、苯丙乳液、羧基丁苯乳液和醋酸乙烯胶乳中的一种或任意比例的多种。还优选地，所述聚合物乳液的固含量为30％～50％(w/w)。优选地，所述减水剂选自氨基羧酸减水剂、聚羧酸减水剂和萘系减水剂中的一种或任意比例的多种。优选地，所述膨胀组分选自铝粉、塑性膨胀剂、UEA膨胀组分、CSA膨胀组分、氧化钙膨胀组分和氧化镁膨胀组分中的一种或任意比例的多种。还优选地，所述铝粉为细度大于200目的鳞片状铝粉或颗粒状铝粉。优选地，所述塑性剂选自膨润土、羟丙基甲基纤维素醚、卡波姆树脂和改性淀粉中的一种或任意比例的多种。优选地，所述早强剂选自甲酸钙、三乙醇胺、碳酸锂和氢氧化锂中的一种或任意比例的多种。优选地，所述缓凝组分选自葡萄酸钠、硼砂、柠檬酸钠、硼酸和酒石酸中的一种或任意比例的多种。优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂。优选地，本专利技术所述用于高速铁路混凝土轨道板的快速修补砂浆还可以包括调色剂。优选地，所述调色剂的质量份数不多于0.5份。优选地，所述调色剂选自油墨、石墨和炭黑中的一种或任意比例的多种。上述原料中，水泥、细骨料、矿物掺合料、可溶性乳胶粉、减水剂、膨胀组分、塑性剂、早强剂、缓凝组分和调色剂为固态的原料；聚合物乳液、消泡剂和水是非固态的原料。本专利技术还有一个目的在于提供上述用于高速铁路混凝土轨道板的快速修补砂浆的制备方法，包括如下操作：I.按照配比准备各原料；II.将固态的原料(水泥、细骨料、矿物掺合料、可溶性乳胶粉、减水剂、膨胀组分、塑性剂、早强剂、缓凝组分和调色剂(如有)等)混合均匀；III.再加入非固态的原料(消泡剂、聚合物乳液(如有)和水)，搅拌混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高速铁路混凝土轨道板的快速修补砂浆，原料按质量分数计包括：水泥100份，细骨料50份～250份，矿物掺合料5～25份，可溶性乳胶粉0份～8份，聚合物乳液0份～20份，减水剂0.1份～1.0份，膨胀组分0.2份～2.0份，塑性剂0.1份～1.5份，早强剂0.1份～1.2份，缓凝组分0.2份～1.5份，消泡剂0.1～0.5份，水0份～30份；其中所述可溶性乳胶粉和所述聚合物乳液的质量份数不同时为0。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于高速铁路混凝土轨道板的快速修补砂浆，原料按质量分数计包括：水泥100份，细骨料50份～250份，矿物掺合料5～25份，可溶性乳胶粉0份～8份，聚合物乳液0份～20份，减水剂0.1份～1.0份，膨胀组分0.2份～2.0份，塑性剂0.1份～1.5份，早强剂0.1份～1.2份，缓凝组分0.2份～1.5份，消泡剂0.1～0.5份，水0份～30份；其中所述可溶性乳胶粉和所述聚合物乳液的质量份数不同时为0。


2.根据权利要求1所述的快速修补砂浆，其特征在于，所述原料按质量分数计包括：水泥100份，细骨料100份～180份，矿物掺合料10～25份，可溶性乳胶粉0份～5份，聚合物乳液0份～15份，减水剂0.1份～0.6份，膨胀组分0.2份～1.5份，塑性剂0.1份～1.0份，早强剂0.1份～1.0份，缓凝组分0.2份～1.0份，消泡剂0.1～0.3份，水3份～25份；其中所述可溶性乳胶粉和所述聚合物乳液的质量份数不同时为0。


3.根据权利要求1或2所述的快速修改砂浆，其特征在于，所述水泥选自硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥或超细水泥中的一种或任意比例的多种；
优选地，所述硅酸盐水泥选自52.5级硅酸盐水泥和62.5级硅酸盐水泥中的一种或任意比例的多种；
优选地，所述的硫铝酸盐水泥为42.5级硫铝酸盐水泥和52.5级硫铝酸盐水泥中的一种或任意比例的多种；
优选地，所述的超细水泥的比表面积不小于500m2/kg。


4.根据权利要求1或2所述的快速修改砂浆，其特征在于，所述细骨料选自连续颗粒级配的40目～120目、含水率不大于0.5％(w/w)的石英砂、河砂和山砂中的一种或任意比例的多；
优选地，所述矿物掺合料选自硅灰、磨细矿渣粉、I级粉煤灰和II级粉煤灰中的一种或任意比例的多种。


5.根据权利要求1或2所述的快速修改砂浆，其特征在于，所述可溶性乳胶粉选自醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉和丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉中的一种或任意比例的多种；
优选地，所述聚合物乳液选自改性丙烯酸乳液、丁苯乳液、苯丙乳液、羧基丁苯乳液和醋酸乙烯胶乳中的一种或任意比例的多种；
还优选地，所述聚合物乳液的固含量为30％～50％(w/w)。


6.根据权利要求1或2所述的快速修改...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴韶亮，李海燕，贾恒琼，魏曌，张恒，王涛，杜玮，张琪，王炳岩，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所，北京中铁科新材料技术有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11