秦沈客運(yùn)專線橋上板式無(wú)碴軌道CA砂漿的性能試驗(yàn)研究

3。4 膨脹率

3。4。1 性能指標(biāo)

      CA 砂漿灌注后固化，一般會(huì)產(chǎn)生2--3%的收縮，直接影晌板底砂漿的填充效果，為此設(shè)汁中必須考慮在原材料中添加適量的膨脹荊(如，鋁粉等)使砂漿產(chǎn)生膨脹。膨脹率的大小應(yīng)嚴(yán)格控制，膨脹率過(guò)小，軌道板與砂漿層之何會(huì)產(chǎn)生空隙；膨脹率過(guò)大，會(huì)將狀態(tài)調(diào)整好的軌道板抬起，直接影響軌道的高低、軌向等線路幾何狀態(tài)。考慮砂漿灌注后伸縮，設(shè)計(jì)中要求CA砂漿膨脹率應(yīng)控制在1一3%之內(nèi)。

3。4。2 試驗(yàn)方法

      CA砂漿膨脹率采用量筒、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)定。將配制好的CA砂漿注入容積為250ml帶刻度的量筒內(nèi)，其上加上一塊玻璃板，用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃板至砂漿表面的高度。膨脹率的計(jì)算如下式：


3。5 材料分離度

3。5。1 性能指標(biāo)

      在流動(dòng)度較小、或砂的粒徑偏大的情況下，CA砂漿原材料之間會(huì)出現(xiàn)分離、泛漿或沉淀現(xiàn)象，砂漿的強(qiáng)度和耐久性會(huì)相應(yīng)降低，為保證CA砂漿固化體的勻質(zhì)性，采用材料分離度作為勻質(zhì)性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，借鑒日本板式軌道CA砂漿與我國(guó)前期試驗(yàn)的結(jié)果，確定CA砂漿的材料分離度在3%以下。

3。5。2 試驗(yàn)方法

      材料分離度試驗(yàn)采用“等分法”進(jìn)行測(cè)定。制作ф50X50mm的圓柱體砂漿試件，在砂漿齡期達(dá)28天后，將共分成上、下兩等分，分別稱重，計(jì)算山其單位容積的質(zhì)量。材料分離度的計(jì)算如下式：

3。6 空氣含量

3。6。1 性能指標(biāo)

      在CA砂漿的配制過(guò)程中導(dǎo)入適量的微小氣泡，可提高在寒冷、積雪地區(qū)CA砂漿的抗凍性，這種氣泡可緩和CA砂漿層內(nèi)的自由水等受凍害膨脹時(shí)產(chǎn)生的凍晶壓力，根據(jù)日本鐵路的研究結(jié)果，空氣量達(dá)8%以上時(shí)，抗凍害性有顯奢的提高，但若超過(guò)16%，砂漿層的密實(shí)度降低，影晌其杭?jí)簭?qiáng)度。為此，設(shè)計(jì)中將空氣量控制在8—12%范圍內(nèi)，空氣量指標(biāo)的定義如下式：


      在CA 砂漿內(nèi)導(dǎo)人空氣后，相應(yīng)地要采取添加適量的消泡劑以及特殊的拌和方法等措施，以提高CA砂漿的質(zhì)量。

      3。6。2 試臉方法

      如上述空氣量的計(jì)算式可看出，空氣量的試臉主要是實(shí)測(cè)砂漿試件的單位容積的重量。而要得出空氣量的大小，在砂漿配制前，必須稱量砂漿所用原材料的重量，了解原材料的比重，從而計(jì)算出砂漿理論單位容積重量。

      3。7 耐久性(抗凍性能)

      3。7。1 性能指標(biāo)

      由于秦沈客運(yùn)專線板式軌道位于寒冷地區(qū)，對(duì)CA砂漿層的抗凍性能應(yīng)引起足夠的重視。日本鐵路初期在北海道、秋田和長(zhǎng)野等寒冷地區(qū)試輔時(shí)，發(fā)現(xiàn)CA砂漿在與空氣接觸的表層數(shù)mm處有起泡、剝離和龜裂等受凍害而劣化的現(xiàn)象，為此，研究部門按混凝土的耐久性能試驗(yàn)方法對(duì)不同配方的CA砂槳進(jìn)行快速凍融循環(huán)試驗(yàn)，以檢驗(yàn)其耐久性。

      根據(jù)其研究結(jié)果，提高CA砂漿抗凍性的對(duì)策，主要有以下三種：

      3.7.1.1 改進(jìn)瀝青乳化荊和減少砂的用量來(lái)減少攪拌水；

      3.7.1.2 使用消泡劑或聚合物使結(jié)構(gòu)致密化，提高防水性；

      3.7.1.3 采用AE劑用微小氣泡來(lái)緩沖冰晶壓力是有效的，試臉結(jié)果得t8導(dǎo)人適t的空氣t(8-129)對(duì)訪止冰害是最有效的措施。

      借鑒日本鐵路利用混凝土的耐久性能試臉方法來(lái)檢tCA砂漿耐久性的長(zhǎng)期實(shí)踐檢驗(yàn)，秦沈客運(yùn)專線板式軌道CA砂漿耐久性試驗(yàn)參照我國(guó)GBJ82-85《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試臉方法》中抗凍性能試驗(yàn)(快凍法)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。其試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)如下節(jié)所述。

      3.7.2 試驗(yàn)方法與試臉

      參照混凝土抗凍性。試臉方法，CA砂漿抗凍性試驗(yàn)采用100X100X400mm的棱柱體試件，每組3塊，試件應(yīng)在28天齡期時(shí)開始凍融試驗(yàn)，試驗(yàn)前在溫度15—20℃的水中浸泡，浸泡4天后進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)主要設(shè)備和儀器為：混凝土凍融循環(huán)試驗(yàn)機(jī)、動(dòng)彈橫量測(cè)定儀、案稱（感量5g）等。凍融循環(huán)試驗(yàn)有如下主要規(guī)定：

3.7.2 1 每次凍融循環(huán)在2--4 h內(nèi)完成，其中用于融化的時(shí)間不得小于整個(gè)凍融時(shí)間的1/4；

3.7.2.2 在凍結(jié)和融化終了時(shí)，試件中心溫度分別控制在一17士2℃和8土2℃；

3.7.2.3 每塊試件從6℃陣至-15℃所用的時(shí)間不得少于凍結(jié)時(shí)間的1/2。每塊試件從-15℃升至6℃所用的時(shí)間也不得少于整個(gè)融化時(shí)間的1/2，試件內(nèi)外的溫差不超過(guò)28℃；

3.7.2.4 凍和融之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間不超過(guò)10min。

      參照混凝土凍融試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，CA砂漿的凍融循環(huán)試驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如下：

      凍融循環(huán)300次后，相對(duì)動(dòng)彈模量P下隆到凍融前的百分比不超過(guò)60%。

      相對(duì)動(dòng)彈模量用動(dòng)彈模量測(cè)定，以三個(gè)試件平均位值的計(jì)算結(jié)果作為該組試件的相對(duì)動(dòng)彈模量。

4 CA砂槳的性能試驗(yàn)結(jié)果

      為達(dá)到上述CA砂將性能指標(biāo)的設(shè)計(jì)要求，作為課的主要承提單位——中鐵三局集團(tuán)有限公司在過(guò)去的幾年投人了大量的人力財(cái)力，進(jìn)行了近百種砂漿配方的試制工作，并在砂漿基本力學(xué)性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求的荃礎(chǔ)上，從中選定了8種配方于2000年9月~11日進(jìn)行了CA砂槳的抗凍性試驗(yàn)，其中的6種配方滿足了耐久性的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(詳見《CA砂漿抗凍性試驗(yàn)研究報(bào)告》)。為進(jìn)一步完善板式軌道CA砂漿的配方研側(cè)與拌和工藝，在第一階段砂漿抗凍性試驗(yàn)滿足要求的6種配方基礎(chǔ)上，第二階段選定了2種各項(xiàng)性能優(yōu)良的砂漿配方，在砂漿配方中添加聚合物乳液、聚丙烯纖維等外加劑，于2001年2月~4日再次進(jìn)行了凍融循環(huán)試驗(yàn)。詳見表3。