乳化沥青水泥砂浆的制备及性能研究

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乳化沥青水泥砂浆又称CA(CementAsphalt)砂浆,是由水泥、乳化沥青、掺合料、细骨料、水、表面活性剂、减水剂以及膨胀、引气、消泡组分等原材料组成。它利用水泥吸水、水化加速乳化沥青破乳,由水泥水化物和沥青裹覆砂形成一种立体网络,具有流动性好、可工作时间长、早期有膨胀、后期收缩小等特点,其力学特点在于刚柔并济。CA砂浆技术是板式无碴轨道的核心技术之一,目前我国CA砂浆的研发仍处于起步阶段,尚无国家或行业产品标准,在CA砂浆生产技术以及材料的稳定性、耐久性能、动力学性能等方面研究不足,缺乏适合我国具体情况的CA砂浆产品和工程指导经验。因此,针对我国原材料情况和气候环境条件,进一步深入研究CA砂浆的配方技术和应用技术具有重要的现实意义。   本文采用乳化沥青和普通水泥为主要原材料,主要研究了集胶比、聚胶比、特种水泥、引气剂、膨胀剂、乳化剂及环境温度、制备工艺条件等因素对CA砂浆的强度、流动性等基本性能的影响,获得了相应因素对基本性能的影响规律,确定了论文实验条件下CA砂浆最佳配合比和制备工艺条件。研究结果表明:不宜引入快硬早强水泥;集胶比在2.0左右时为最佳;聚胶比为1.5左右时,CA砂浆的配制成本、工作性和弹模较为合理;铝粉掺量在0.02%左右时,砂浆的流出时间和强度满足配制要求;微膨胀剂UEA的掺量应控制在8%以内;配制CA砂浆必须同时掺入膨胀剂和铝粉;掺入2%的乳化剂即可避免乳化沥青的破乳,并大幅提高CA砂浆的流动性能;最好选择机搅的形式,且搅拌时间在5分钟左右;试验温度不超过35℃条件。通过掺量和工艺的研究,配制出的CA砂浆流出时间能控制在16-26s,工作时间在60min左右,抗压强度1d大于0.1MPa,7d大于0.7MPa,28d在1.8~2.5MPa之间,含气量在8~12%。并针对重庆高温天气,研究5-35℃温度范围内配合比。根据试验总结出在CA砂浆在配制和使用过程中常见问题提出相应的解决措施和展望。研究结果对于CA砂浆稳定性、耐久性等方面的提升以及下一步对CA砂浆行业相关标准研制提供了基础数据和方法基础,具有较大的参考价值。
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