水泥乳化沥青砂浆用干料组成与性能的研究

论文摘要

水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)是板式无砟轨道结构中的关键材料之一,由水泥、乳化沥青、砂、添加剂和水等组成,经搅拌、灌注形成砂浆充填层。为提高施工效率,控制施工质量,通常先将水泥、砂和固态添加剂等材料经预混工艺制成水泥乳化沥青砂浆用干粉料(简称干料)。工程应用时,将干料、乳化沥青、水等材料搅拌成CA砂浆,即可灌注施工。干料的性能与质量对水泥乳化沥青砂浆充填层和板式无砟轨道结构的性能、质量与耐久性有重要影响。目前,国外内有关这种干料性能的研究报道较少,因此,对干料开展深入的研究是非常必要的。本文主要研究了砂的颗粒级配、细度模数和最大粒径对新拌CA砂浆性能的影响；通过研究膨胀组分(铝粉与U型膨胀剂)的掺量和不同养护条件下干料与CA砂浆的膨胀特性,揭示了干料与CA砂浆体积膨胀特性与发展规律；探索了干料生产的投料工艺、分散工艺和最佳搅拌时间的确定方法；总结了干料质量控制与检测方法；通过模拟试验,得出了干料储存过程中的失效机理。得到的主要结论如下：(1)砂的细度模数是影响干料与CA砂浆流动性能的主要因素；细度模数相同时,砂的颗粒级配对干料与CA砂浆流动性无明显影响；细度模数与最大粒径是影响CA砂浆匀质性的主要因素。(2)CA砂浆的早期膨胀率随铝粉掺量的增加而增大,随铝粉粒径的减小而增大；养护温度越高,CA砂浆的早期膨胀越迅速,膨胀率越大；CA砂浆后期膨胀率随U型膨胀剂掺量增加而增大；养护湿度对CA砂浆后期膨胀率的影响较小。(3)生产干料的最佳投料顺序为：水泥、膨胀剂、复合添加剂、砂；采用预分散技术能大大提高铝粉在干料中的分散均匀性。(4)随着干料储存龄期的增长,其配制的CA砂浆的膨胀特性与匀质性均会发生改变,干料储存过程中失效的机理是：干料中的水泥熟料矿物成分、铝粉与空气中的水分发生反应而部分失效,干料组成改变而影响其性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 板式无砟轨道与水泥乳化沥青砂浆
• 1.3 国内外CA砂浆与干粉砂浆研究现状
• 1.3.1 国内外CA砂浆研究现状
• 1.3.2 国内外干粉砂浆研究现状
• 1.4 存在的问题以及研究目的
• 1.5 本文研究内容
• 第二章 原材料与试验
• 2.1 原材料及其性质
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 砂
• 2.1.3 乳化沥青
• 2.1.4 膨胀剂
• 2.1.5 铝粉
• 2.1.7 干料
• 2.1.8 复合添加剂
• 2.1.9 水
• 2.2 拌合工艺及成型养护
• 2.2.1 干料的试验室拌合工艺
• 2.2.2 CA砂浆的试验室拌合工艺
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 干料及CA砂浆工作性能的测试
• 2.3.2 干料及CA砂浆物理性能的测试
• 2.3.3 干料及CA砂浆力学性能的测试
• 第三章 细骨料对干料及新拌CA砂浆性能的影响
• 3.1 细骨料的级配
• 3.2 细骨料对新拌干料浆体性能的影响
• 3.2.1 细度模数与几何平均粒径
• 3.2.2 流动性
• 3.3 细骨料对新拌CA砂浆性能的影响
• 3.3.1 流动性
• 3.3.2 匀质性
• 3.4 本章小结
• 第四章 膨胀组分对干料与CA砂浆膨胀特性的影响
• 4.1 干料与CA砂浆24h体积膨胀率测试方法
• 4.1.1 静水力天平法
• 4.1.2 特点
• 4.1.3 适用性分析
• 4.2 铝粉对CA砂浆膨胀规律的影响
• 4.2.1 铝粉的掺量对CA砂浆早期膨胀率的影响
• 4.2.2 铝粉的粒径对CA砂浆早期膨胀率的影响
• 4.3 养护温度对CA砂浆早期膨胀率的影响
• 4.4 膨胀剂对干料与CA砂浆膨胀规律的影响
• 4.4.1 膨胀剂对干料膨胀规律的影响
• 4.4.2 膨胀剂对CA砂浆膨胀规律的影响
• 4.5 灌注后的CA砂浆体积变形
• 4.6 本章小结
• 第五章 干料的生产工艺、质量控制与检测
• 5.1 生产工艺的研究
• 5.1.1 干料生产工艺流程
• 5.1.2 干料的生产设备
• 5.1.3 干料的生产
• 5.2 质量控制与检测
• 5.2.1 原材料质量控制检测
• 5.2.2 生产过程质量控制
• 5.2.3 成品质量控制检测
• 5.3 案例分析
• 5.3.1 铝粉的预分散
• 5.3.2 控制原材料进场温度与干料出厂温度
• 5.4 本章小结
• 第六章 干料储存性能研究
• 6.1 试验方法
• 6.2 不同条件下储存干料的性能
• 6.2.1 分离度
• 6.2.2 膨胀率
• 6.2.3 强度
• 6.3 干料储存有效期
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间参与项目及论文发表情况