一种高速铁路板式无砟轨道填充层自密实混凝土专用改性材料制造技术

本发明专利技术公开一种高速铁路板式无砟轨道填充层自密实混凝土专用改性材料，按质量百分数计，包含粉煤灰：40%—70%，碳酸钙石粉：20%—30%，可再分散乳胶粉：0%—10%，羟丙基甲基纤维素：0%—10%和硅酸铝镁：0%—30%，由上述组分混合而成。本发明专利技术提供了一种可以应用于密闭空间灌注自密实混凝土的专用改性材料。能够在不改变自密实混凝土施工性能的前提下，解决自密实混凝土离析、泌水、表面浮浆等等问题，更为重要的是它可以消除填充层混凝土硬化后在表面形成的软弱联接层问题，保证填充层与上层轨道板的粘结强度，提高结构耐久性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高速铁路无砟轨道自密实混凝土专用改性材料，属于建筑工程中的混凝土新材料

技术介绍
高速铁路板式无砟轨道结构从上到下分为钢轨、垫板、轨道板、填充层、隔离层和底座板等六部分组成。在这六部分中，填充层结构具有至关重要的作用，并且也是板式无砟轨道施工中技术难度最大的一部分。填充层属于后施工结构，但是要求与上层的属于预制钢筋混凝土结构的轨道板最终形成整体复合结构，共同起到承载和传力的作用。钢筋混凝土结构的轨道板和道岔板其变形很小，要求后施工的自密实混凝土填充层必须要具有高的界面粘结强度和低的收缩变形性能，与预制钢筋混凝土的轨道板实现紧密结合，保持协调的变形性能。这个自密实混凝土填充层的结构较为复杂，空间高度仅为8到10厘米，结构空间为长宽大于5X2. 5米的密闭空间，仅在轨道板的中部和靠近两端的纵向中心线上各有一个直径小于200毫米的圆孔，用于自密实混凝土的灌注和观察以及排气。在填充层的中部，还安装有一个由直径12毫米的带肋钢筋焊接而成的钢筋焊接网片。在这样的一个结构中，普通的混凝土根本就无法实现灌注，更不要说自行填充满整个空间。要解决这个充填层的施工问题，满足质量标 准的要求，只有采用具有高的流动度，高的流动度保持能力，良好的和易性的专门配制的自密实混凝土方能实现。自密实混凝土具有高流动性、高通过，可以依靠自身的重量在无需外力振捣的情况下充满被填充的空间。但是采用已有的混凝土外加剂制备的自密实混凝土体系稳定性和施工可靠性差；在自密实混凝土的配合比设计上，由于要满足自密实混凝土性能要求，配合比设计时细粉料用量较高，混凝土具有较大的坍落扩展度，混凝土拌合物的流动性极好，施工中极易出现混凝土离析、泌水和浮浆问题，造成在自密实混凝土填充层与轨道板底部之间的界面上形成松软层，影响到与轨道板的粘结强度，造成无砟轨道的施工质量隐患，影响到闻速铁路的使用寿命。本专利技术与专利技术专利申请公布号CN 102503229 A的申请属于在同一
和
技术介绍
之下的解决相同技术问题的不同技术方案。本专利技术提出了一种与专利技术专利申请公布号CN 102503229 A不同的技术方案来解决自密实混凝土的和易性问题，即解决自密实混凝土在大的坍落扩展度情况下的易于离析、泌水、表面浮浆以及软弱联接层的问题。寻求在解决这样的问题上提供更加优化的思路和降低成本的可能性。专利技术专利申请公布号CN 102503229 A提出的技术方案中，使用了纳米二氧化硅和改性偏高岭土。纳米二氧化硅有极高的比表面积，会对减水剂形成巨大的吸附，不得不加大减水剂的用量并导致自密实混凝土坍落扩展度的经时损失加快。改性偏高岭土是一种粘土质材料，它在混凝土中的存在，会对减水剂形成破坏性吸附，大量使用以后，还会降低混凝土的强度和耐久性能。专利技术专利申请公布号CN 102503229 A提出的方案在解决自密实混凝土的离析、泌水及表面浮浆的同时，引入了膨胀组分，期望能一并解决自密实混凝土的体积稳定性，减小自密实混凝土的收缩变形。这样的技术方案，在实际的应用中难以实施。原因在于，影响自密实混凝土体积稳定性的因素是多种多样的，使用什么样的膨胀组分以及使用量均须与具体使用的混凝土材料和混凝土的配合比设计配合，在改性材料中固定膨胀功能材料的成分和比例，难免影响到改性材料的广泛适应性。专利技术专利申请公布号CN 102503229 A提出的技术方案为了解决自密实混凝土的坍落扩展度的经时损失问题，采用了加入缓凝剂控制水泥水化的方法。这种方法在实际的施工中被广泛使用，但只能部分缓解这一问题。并且，对于高速铁路的无砟轨道自密实混凝土的施工，2个小时的工作性能保持时间是远远不够的，实际上的施工条件对于工作性能保持时间的要求往往在3个小时以上，仅仅使用缓凝剂是不能够满足要求的。事实上，采用缓凝的技术手段，在环境气温较高时，I小时后自密实混凝土的坍落扩展度已不能保证施工的要求，往往需要在施工场地再添加减水剂恢复混凝土的流动性，导致混凝土状态的不稳定和不可控。但使用缓释性减水剂可以从根本上解决这一问题。另外，使用缓凝剂是解决坍落扩展度经时损失的常规手段。在改性材料中使用缓凝剂，需要与其它外加剂协调配合，否则容易造成在混凝土中重复使用缓凝剂，从而引发工程事故。因此，本专利技术将专利技术专利申请公布号CN 102503229 A期望解决的问题分解为三个，事实上它们本质上就是三个问题，即 1、自密实混凝土易于出现离析、泌水、表面浮浆以及软弱联接层的问题； 2、自密实混凝土的体积稳定性问题； 3、自密实混凝土坍落扩展度经时损失过快问题。以本专利技术提出的技术方案只解决自密实混凝土易于离析、泌水、表面浮浆以及软弱联接层的问题，将更为切实有效。至于自密实混凝土的体积稳定性问题和坍落扩展度经时损失过快的问题，不在本专利技术提出的技术方案解决范围之内。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决高速铁路板式无砟轨道填充层自密实混凝土配制和施工中存在的自密实混凝土易于出现离析、泌水和出现表面浮浆，在轨道板与混凝土填充层之间的界面上出现气泡和松软层，影响界面粘结强度的问题。本专利技术的技术方案一种高速铁路板式无砟轨道填充层自密实混凝土专用改性材料，按质量百分数计，包含粉煤灰40% — 70%，碳酸钙石粉20% — 30%，可再分散乳胶粉0% —10%，羟丙基甲基纤维素0% —10%和硅酸铝镁0% — 30%，由上述组分混合而成。所述的粉煤灰为电厂烟道中排出并经风选的产物，符合相关标准的一级粉煤灰。所述的碳酸钙石粉为细度40— 70目的天然碳酸钙石粉。所述的可再分散乳胶粉为聚醋酸乙烯可再分散乳胶粉。所述的羟丙基甲基纤维素为分子量为20万的羟丙基甲基纤维素工业产品。所述的硅酸铝镁为含量99%的硅酸铝镁的工业产品。各种材料的氯离子含量均要求低于0. 05%。 本专利技术的有益效果羟丙基甲基纤维素和硅酸铝镁为混凝土增粘剂，可再分散乳胶粉控可以提高混凝土的分散性能，粉煤灰和碳酸钙石粉为掺合料。在不降低自密实混凝土拌合物高流动性和自密实填充性能的条件下，通过加入一定量的羟丙基甲基纤维素和硅酸铝镁提高混凝土拌合物的粘度，通过加入一定量的可再分散乳胶粉增加混凝土的分散性能，改善流动度，可以有效解决混凝土易于离析、泌水、表面浮浆以及软弱层的问题，能够与适当种类及掺量的膨胀剂配合，解决自密实混凝土的体积稳定性问题，能够与各种类型的减水剂配合使用。能够大幅度提高自密实混凝土填充层与轨道板的粘结强度，提高结构的耐久性。具体实施例方式以下所述实施例在本专利技术所提出技术方案下实施，各个实例均给出了详细的实施方法和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不只限于提出的实施例的范围。实施例1 取分子量为20万的羟丙基甲基纤维素1%，聚醋酸乙烯可再分散乳胶粉1%，硅酸铝镁20%，碳酸钙石粉25%，一级粉煤灰53%。将各个组分材料按比例混合均匀，得到按照本专利技术提出的技术方案配制的一种改性材料。按照表I的配合比配制自密实混凝土 单位公斤/立方米 表I自密实汜凝土的各绖兮的野合比■本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速铁路板式无砟轨道填充层自密实混凝土专用改性材料，其特征在于：按质量百分数计，包含粉煤灰：40%—70%，碳酸钙石粉：20%—30%，可再分散乳胶粉：0%—10%，羟丙基甲基纤维素：0%—10%和硅酸铝镁：0%—30%，由上述组分混合而成。

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路板式无砟轨道填充层自密实混凝土专用改性材料，其特征在于按质量百分数计，包含粉煤灰40% — 70%，碳酸钙石粉20% — 30%，可再分散乳胶粉0% —10%，羟丙基甲基纤维素0% —10%和硅酸铝镁0% — 30%，由上述组分混合而成。2.根据权利要求1所述的一种高速铁路板式无砟轨道填充层自密实混凝土专用改性材料，其特征在于所述的粉煤灰为电厂烟道中排出的经风选的符合相关标准规定的一级粉煤灰。3.根据权利要求1所述的一种高速铁路板式无砟轨道填充层自密实混凝土专用改性材料，其特征为所述的碳酸钙石粉为细度40— 70目的天然碳酸钙石粉。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌帆，陈跃龙，伊绣臻，朱永清，
申请(专利权)人：中铁五局集团有限公司，中铁五局集团物资实业有限责任公司，贵州天威建材科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：