CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆施工检验技术.ppt
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1、CRTS型水泥乳化沥青砂浆施工检验技术,砂浆的性能与检验,砂浆充填层的质量要求与耐久性,工艺性试验,砂浆原材料的性能与检验,前 言,1,2,3,4,5,提 纲,砂浆充填层施工质量控制,6,我国高速铁路采用两种板式无砟轨道结构型式:CRTS型(单元板)和CRTS型(纵连扳)。CRTS型板式无砟轨道主要由混凝土底座、水泥乳化沥青砂浆垫层、预制混凝土轨道板、凸型挡台、钢轨扣件等构成。,CRTS型板式无砟轨道,CRTS型板式无砟轨道,1.前言,板式轨道与水泥乳化沥青砂浆,1.前言,板式轨道与水泥乳化沥青砂浆,在CRTS型板式轨道结构中采用水泥乳化沥青砂浆的主要目的,其一是可提供轨道弹性;其二是支撑、调
2、整;其三是在下部结构变形至某一限度时可进行修补,以保证轨道结构的平顺性。因此,是客运专线(高速铁路)建造的关键工程材料!,整体型板式轨道 框架型板式轨道,1.前言,板式轨道与水泥乳化沥青砂浆,1979年,在北京西北环线军庄至三家店间 40m,1981年,在皖赣线溶口隧道 25m,2002年,秦沈客运专线国产和日本 2.8km,1.前言,国内应用情况,2004年,赣龙线枫树排隧道 719m,2005年,北京东郊环形试验基地 100m 8000多万吨运营考验,1.前言,国内应用情况,2006年,遂渝线无砟轨道技术综合试验 8km,2008年,武广线武汉综合试验段 40km,2008年,石太客运专线
3、 95km,1.前言,国内应用情况,2008年,滨绥线严寒地区成高子试验段 500m,2009年,沪宁城际、广珠、广深港等 1000km,2010年,哈大全线、京沪部分 1800km,1.前言,国内应用情况,2011年,成绵乐、宁安等 600km,大量的研究和工程实践表明,做好检验、检测及验收工作,进一步加强质量监管,是提高水泥乳化沥青砂浆质量和砂浆充填层耐久性、延长板式无砟轨道寿命和确保行车安全的重要手段。砂浆的质量检验对象包括水泥乳化沥青砂浆及其原材料、灌注袋及砂浆充填层。根据施工的先后顺序,可以分为施工前检验、施工中检验、施工验收以及运营后的检查等。施工前检验:型式检验、原材料进场检验、
4、工艺性试验等;施工中检验:日常检验、型式检验、有关部门的抽查及自检等;,1.前言,检验的分类,施工验收:首件工程评估和施工质量验收等;运营后检查:对于及时发现问题并适时维护维修,延长砂浆使用寿命具有重要的意义,目前还没有明确的文件和标准。近年来,随着科研的深入和工程建设的大规模进行,针对水泥乳化沥青砂浆的质量控制和检验,铁道部科技司、建设司和工管中心颁布实施了多项质量标准和管理办法,对于指导水泥乳化沥青砂浆的施工、确保砂浆的质量起到了重要的指导作用。,1.前言,检验的分类,1客运专线铁路CRTS I 型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件(科技基200874号)2客运专线铁路CRTS 型板
5、式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件严寒地区补充规定(科技基 2009 77号)3客运专线铁路无砟轨道充填层施工技术指南(铁建设函20091611号)4客运专线铁路水泥乳化沥青砂浆搅拌车生产制造暂行技术条件(工管技200911号),1.前言,检验的标准和规范,5板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆标准实验室建设方案(工管技200913号)6板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工材料储存管理办法(工管技200912号)7高速铁路轨道工程施工质量验收标准(TB10754-2010)8无砟轨道和高速道岔首件工程评估实施细则(工管技201135号),1.前言,检验的标准和规范,砂浆的性能与检验,砂浆充填层的质量要
6、求与耐久性,工艺性试验,砂浆原材料的性能与检验,前 言,1,2,3,4,5,提 纲,砂浆充填层施工质量控制,6,施工性能力学性能耐久性能,2.砂浆的性能与检验,2.1 水泥乳化沥青砂浆的性能,为满足充填层灌注施工,新拌砂浆应具有以下性能:较宽的温度适应性,能在不同的季节施工较大的流动性,能在自重力作用下流平 良好的匀质性,不离析、分层良好的稳定性,不破乳、气泡不上浮适宜的可工作时间,流动度变化不大,3,2,1,施工性能要求,4,5,2.砂浆的性能与检验,为满足轨道动力学和长期运行的要求,硬化砂浆应具有以下性能:较大的弹韧性,能长期承受冲击荷载作用 较高的延展性,能适应轨道板的温度变形适宜的抗压
7、强度,能抵抗局部过大荷载作用稳定的长期性能,能保持力学特性,3,2,1,力学性能要求,4,2.砂浆的性能与检验,为满足板式无砟轨道长期运行的要求,硬化砂浆在服役环境下应具有以下性能:优良的抗冻性,不因冻融循环作用而破坏良好的耐候性,能长期承受水、热、光的综合作用较高的抗裂性,尤其是低温不开裂较高的抗疲劳性,不因动荷载反复作用而产生塑性变形较好的耐介质侵蚀性,满足运营条件和自然环境的要求,3,2,1,耐久性能要求,4,5,2.砂浆的性能与检验,2.2 砂浆的性能指标要求(科技基200874号、科技基200977号),2.砂浆的性能与检验,砂浆温度、流动度和可工作时间测定,2.砂浆的性能与检验,含
8、气量,密度表观密度,密度,含气量(),100,2.砂浆的性能与检验,压缩强度和弹性模量,2.砂浆的性能与检验,力学性能试件的制备及养护,2.砂浆的性能与检验,分离度测试,2.砂浆的性能与检验,平均切割,分别测定水中及,空气中的质量,计算出分离度,膨胀率,2.砂浆的性能与检验,膨胀率测试,2.砂浆的性能与检验,泛浆率,2.砂浆的性能与检验,砂浆耐久性试件制备,2.砂浆的性能与检验,砂浆抗冻性测试,2.砂浆的性能与检验,工作室空气温度602;相对湿度:705RH;模拟降雨周期:试样每照射1小时,降雨9分钟;试验周期为100h、300h、500h。,耐候性 通过模拟自然环境中水-热-光对砂浆的交替作
9、用,采用人工加速老化的试验方法,对比正常养护同龄期试样抗压强度降低幅度表征砂浆的耐候性能。,试验方法:,耐候性试件,2.砂浆的性能与检验,抗疲劳试验,抗疲劳性能 列车长期运营必然对砂浆垫层产生疲劳作用,采用MTS疲劳试验机模拟列车运行状态(应力0.010.1 MPa),通过100万次、12Hz的疲劳试验后的累积变形量及砂浆试件外观变化表征砂浆抗疲劳能力。,2.砂浆的性能与检验,严寒地区砂浆的性能指标要求,2.砂浆的性能与检验,严寒地区砂浆的性能指标要求,抗裂性能-40低温条件下,钢球压入砂浆试件的深度值可以从一定程度上表征砂浆的抗裂性能。,砂浆的抗裂性试验,2.砂浆的性能与检验,严寒地区砂浆的
10、性能指标要求,低温折压比 抗折强度/抗压强度比(折压比)是衡量砂浆类材料韧性的指标之一,其值越高,表明其韧性越好。严寒地区水泥乳化沥青砂浆充填层一年中有较长时间在低温条件下使用,故低温折压比可以用来表征砂浆的低温韧性。,2.砂浆的性能与检验,严寒地区砂浆的性能指标要求,低温弹性模量 低温条件下砂浆仍然具有适当的弹性是保证严寒地区水泥乳化沥青砂浆使用寿命和耐久性的关键因素之一,通过低温弹性模量来表征砂浆在低温条件下(-402)的弹性性能。,砂浆的低温弹性模量,砂浆的质量检验包括:型式检验、日常检验。,有下列任意情况下之一者,应进行型式检验:首批原材料进场时;配合比选定时;选用新材料时;配合比、工
11、艺改变时;每施工5000m3砂浆时(不足时按一批计算)。型式检验内容包含前述的测试,温暖和寒冷地区12项,严寒地区16项。,2.砂浆的性能与检验,2.3 砂浆的质量检验,砂浆日常检验项目及频率,1-3项的抽检方法:施工单位试验检验;监理单位旁站。,2.砂浆的性能与检验,2.3 砂浆的质量检验,砂浆的性能与检验,砂浆充填层的质量要求与耐久性,工艺性试验,砂浆原材料的性能与检验,前 言,1,2,3,4,5,提 纲,砂浆充填层施工质量控制,6,A 配方:铁科院自主创新研发,单加料和干粉料,乳化沥青+聚合物乳液B 配方:中南大学自主创新研发,干粉料,改性乳化沥青C 配方:铁科院消化吸收国产化,无偿交给
12、中铁四局。单加料和干粉料,乳化沥青+聚合物乳液,1,2,3,CRTS 型砂浆的配方体系,3.砂浆原材料的性能与检验,基本组分:乳化沥青、水泥、砂、水体积稳定性组分:膨胀剂、发泡剂等耐久性改善组分:聚合物乳液、消泡剂、引气剂等,1,2,3,砂浆的组成与特点,水泥乳化沥青砂浆是一种水泥与沥青复合胶凝的砂浆,沥青赋予砂浆以弹性,水泥起胶结作用赋予砂浆以强度。新拌砂浆是一个复杂的多组分、多物相的介稳悬浮浆体,其分散均匀性、稳定性和各组分间的相容性影响到灌注后砂浆充填层的质量。,3.砂浆原材料的性能与检验,1)水泥,客运专线铁路CRTS I型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件规定,水泥应采用强度等
13、级不低于42.5的硅酸盐水泥或快硬硫铝酸盐水泥,其技术要求应符合GB175和JC933的规定。此外,还应按照JTJ052-T0657中的方法,进行水泥与乳化沥青的相容性试验,只有相容性合格的水泥才能用于配制水泥乳化沥青砂浆。水泥进场检验的项目包括细度、凝结时间、安定性 和 强度。,水泥的作用:胶结作用,通过水泥水化反应,赋予砂浆以强度等力学性能;改性作用,可提高沥青的耐高温性能和砂浆的耐久性。,3.砂浆原材料的性能与检验,2)乳化沥青,乳化沥青是砂浆最关键的组成材料,它的性质在很大程度上决定了砂浆的性能。,乳化沥青的作用与水泥和各种混合材料具有良好的混合性且可充分水化。确保CA砂浆的流动性并减
14、少材料的分离,保证良好的施工性和充填性。有助于初期、长期强度的增长和弹性的增强。改善韧性、变形能力和抗裂性能。增强耐冲击性、耐透水性以及耐化学药品性。与收缩补偿用的膨胀剂、消泡剂、引气剂、聚合物乳液等具有良好的相容性,与这些材料相辅相成,形成减水作用,以助于减少干燥收缩。还应具有协助导入微小气泡的效果,以改善抗冻性。,3.砂浆原材料的性能与检验,乳化沥青的性能指标,进场检验的项目:温度、水泥混合性、颗粒极性、恩氏粘度、残留物含量、筛上剩余量。,3.砂浆原材料的性能与检验,乳化沥青的恩氏粘度,3.砂浆原材料的性能与检验,3.砂浆原材料的性能与检验,乳化沥青的筛余物,测定在乳化沥青中的颗粒含量。,
15、3.砂浆原材料的性能与检验,乳化沥青的水泥混合性,测定水泥和乳化沥青的混合均一性。,3.砂浆原材料的性能与检验,乳化沥青的蒸发残留物含量,测定乳化沥青中含有的沥青率。,3.砂浆原材料的性能与检验,乳化沥青蒸发残留物的针入度,测定蒸发残留物的针入度。,3.砂浆原材料的性能与检验,乳化沥青蒸发残留物的溶解度,测定蒸发残留物的可溶成分。,注入上部漏斗试样,上部漏斗最小保留颗粒直径0.6m试验用过滤器过滤器固定台下部漏斗耐溶剂性橡胶塞金属夹抽滤瓶,3.砂浆原材料的性能与检验,乳化沥青的储存稳定性,3.砂浆原材料的性能与检验,3)聚合物乳液,聚合物乳液的加入,提高了砂浆的弹韧性;增强了砂浆的内聚力,改善
16、了沥青相与无机相之间的粘结力和界面状态;优化了砂浆的微观毛细结构,因而提高了砂浆的综合性能和耐久性能。与乳化沥青混合时,应具有良好的相容性,不得产生凝聚、破乳等现象。,聚合物乳液的主要性能指标要求,3.砂浆原材料的性能与检验,4)细骨料(砂),应采用河砂、山砂或机制砂。如果细度模数过小,则细砂含量较高,为获得足够的流动度所需的水量也就大;如果细度模数过大,则大颗粒砂含量高,砂子就容易沉降,两种结果都会对CA砂浆的分离度及耐久性产生不利的影响。细骨料应保持洁净、坚硬、耐久,不应含有泥土和有机质等有害杂质,含水量也应控制在较小的范围内。,细骨料应为最大粒径小于2.36mm的岩石颗粒,不得包含软质岩
17、、风化岩石的颗粒。,细骨料宜烘干后使用,颗粒级配宜符合相关的规定。在贮存和运输过程中,应采取措施防止雨淋、杂物混入。,3.砂浆原材料的性能与检验,细骨料的技术指标,细骨料的颗粒级配要求,4)细骨料(砂),进场检验的项目:最大粒径、细度模数、吸水率、含水率、含泥量。现场取样时,应选取筛分混合后的样品。,3.砂浆原材料的性能与检验,细骨料的细度模数,用规定的筛子:0.15mm、0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm。,3.砂浆原材料的性能与检验,细骨料的表观密度,m2,3.砂浆原材料的性能与检验,细骨料的泥块含量,3.砂浆原材料的性能与检验,细骨料的含泥量,3.砂浆原材料的性能与检验,
18、细骨料的有机物含量,3.砂浆原材料的性能与检验,细骨料的氯离子含量,测定细骨料中的氯离子含量。,3.砂浆原材料的性能与检验,5)水,应满足饮用水的标准,应符合JGJ63-2006的相关规定。在确定水源前,必须进行实验室试配,以确定水没有有害影响。,6)膨胀剂,宜采用硫铝酸钙类膨胀剂,除初凝时间应大于60min外,其他性能指标应满足JC476的规定。其作用是在砂浆的塑性阶段产生一定程度的膨胀,以部分抵消砂浆的干燥收缩,防止砂浆产生开裂。,7)铝粉,宜采用鳞片状铝粉,其性能指标满足GB/T 2085.12007的规定。铝粉的作用是在砂浆灌注后数小时之内反应,释放气体,使砂浆产生一定的体积膨胀,使砂
19、浆填充得更密实。,3.砂浆原材料的性能与检验,8)消泡剂,宜采用有机硅类消泡剂。其作用是消除砂浆在搅拌时形成的大气泡。,9)引气剂,宜采用松香类类引气剂。其作用是向砂浆中引入微小的气泡,以提高砂浆的抗冻性和耐久性。,11)干料,将水泥乳化沥青砂浆中所需的水泥、砂和其它固态组分材料,采用干粉混合工艺与设备,工厂化生产为干料。其组成成分应分别满足上述原材料的规定要求。,干料的现场检验项目:最大粒径、颗粒级配。,干料质量的控制点:原材料的质量、计量精度、铝粉的加入方式、加工工艺。,3.砂浆原材料的性能与检验,10)纤维,纤维的加入有利于提高砂浆的抗裂性,降低砂浆的冻融循环的质量损失率。,一、购买商品
20、干料 沪宁城际、成绵乐客专等 优点是直接买来干料使用,省心省事,但存在成本较高,施工单位对干料质量监控较难等缺点,同时需要周边有较多的建筑干料厂可供选择。业主可择优选择确定几家干料厂,然后通过招投标和现场灌注揭板试验,确定最终的干料供应商。二、施工单位自己建厂生产 哈大客专 成本低、质量相对可控、施工单位密切关注产品质量、可以根据工程进度有计划进行生产等优点,但需要自己筹划建厂,购买设备、寻找适当的地材等。,干料的取得方式,3.砂浆原材料的性能与检验,哈大施工单位建立的12个干料厂,哈大客专的干料厂,3.砂浆原材料的性能与检验,干料常见问题,砂子窜仓,含泥量高,搅拌不均,揭板沉砂,流值变化大,
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