CA砂浆配合比报告.doc

CA砂浆配合比报告由水泥、乳化沥青、掺合材、细骨料、水、表面活性剂、减水剂、消泡剂和铝粉等材料在常温下经搅拌而制成的，它是板式无碴轨道结构的弹性调整层关键组成部分，其性能的好坏直接影响到板式无碴轨道使用的耐久性与维修工作量。CA砂浆的技术标准根据变更设计说明书和国外有关资料规定，CA砂浆的技术标准如下表1所示。表1 CA砂浆的技术标准序号指标名称单位标准1砂浆温度5402流动度S16263可工作时间min304材料分离度% 1. 39抗压强度Mpa1d 0. 1； 7d 0. 7； 28d 1. 82. 510弹性模量Mpa20060011抗冻性%300 次冻融循环试验后,相对动弹模量不得小于60 % , 质量损失率不得小于5 %。12耐候性%外观无异常, 相对抗折强度不低于100 %。CA砂浆配合比选择原则1、CA 砂浆组成原材料水泥: 采用早强型普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5级。应符合GB175一1999标准。为加快寒冷环境下砂浆的凝结硬化速度,可复掺快硬硫铝酸盐水泥;而当轨道结构处于盐蚀严重的服役环境下,可采用抗硫酸盐水泥等。掺合材：一般为磨细粉煤灰，天然沸石粉，矿渣和硅灰等材料组成，掺合材技术指标应符合表2要求。表2 掺材技术指标标准表序号指标名称标准序号指标名称标准1细度0.08mm筛余/%103限制膨胀率水中14d/%0.021.25mm筛余/%0.52氧化镁含量/%5.0空气14d/%-0.02砂: 采用天然河砂(严禁使用海砂)，最大粒径为0.152.5mm，细度模数应在1.42.2范围内，其他技术指标应符合TB10210一97标准。细骨料对CA砂浆的材料分离度及外加水量有显著影响。细骨料的细度模数超过3时，CA砂浆材料分离度超过3%，变为不合格。细度模数变小，材料分离度也相应变小，但并不是细度模数越小越好，细度模数过小，会使CA砂浆外加水量明显增多，强度与弹性模量也会发生相应变化。细骨料的含水率也显著影响CA砂浆拌合时的外加水量，砂的含水率如果超过8%，就无法掺外加水而使流动度不合格。建议使用：粒径为0.210.42mm的砂与粒径0.400.85mm砂质比为6：4的级配。乳化沥青: 用某道路沥青配制，乳化沥青为悬浊液状态，沥青有效成份为60%，配制乳化沥青时必要时应该加入稳定剂。应与水泥及其他材料掺合性能好。沥青乳液直接决定CA砂浆的拌合试验成功与否，在性能上对可工作时间、沁水率、材料分离度、早期抗压强度、抗冻性及耐候性有显著影响，沥青乳液的配合比例要根据乳液特点由试验确定。其技术指标应符合表3规定。表3 乳化沥青技术指标标准表序号指标名称标准序号指标名称标准1恩氏黏度(25)5156水泥拌合试验合格2密度(20)/(g.cm - 3)1.017 0.0057蒸发残余含量58633筛余物/%0.3针入度(25)601204贮存稳定性(5d)/% 5.0延伸度(15/cm 1005低温稳定性(-5)合格在四氯化碳中的溶解度/%97.5水: 拌合水应清洁透明，pH7.0，其他技术指标应符合兀J63一89标准。最好使用饮用水。外加水掺量对CA砂浆的流动度、沁水率、早期抗压强度等性能有显著影响，CA砂浆配合比中外加水掺量根据组成材料性能、环境温度的变化而变化。外加剂:UEA 膨胀剂、鳞片状铝粉、消泡剂、引气剂、活性剂(乳化剂)、氯丁胶乳、 聚丙烯纤维。这些外加剂应该根据施工性能要求及成本计算基础上选择性加入试验。2、各种物理力学指标满足设计要求进行配合比选择时，首先满足表1中前8项要求，然后才制作其他指标的试件，最后各种指标均合格，配合比为合格。CA 砂浆强度由于CA 砂浆强度指标要求的抗压强度(1.82.5 MPa) 和弹性模量(200600 MPa) 指标的范围很窄,所以不需要像混凝土建立水灰比与强度的关系式那样,建立类似的CA 砂浆强度关系式。通过试验表明:CA 砂浆抗压强度和弹性模量值与水泥用量成正比,与乳化沥青用量成反比。3、CA 砂浆的成本每m3CA 砂浆的材料总费用在2000元以上。除了水泥、细骨料、混合料和水每m3单价比每m3CA 砂浆单价低得多以外,乳化沥青、消泡剂、铝粉、乳化剂和引气剂等的每m3单价比每m3CA 砂浆单价高得多。所以在CA 砂浆配合比中,水泥用量、细骨料用量和用水量越大则混合料成本越低。虽然用水量越大成本越低,但用水量越小则CA 砂浆各技术指标性能越好,所以只能少用水。选择的材料来源好，指立足于国内，并有工业产品;运输存放过程安全、便利，价格低可降低成本。4、有利于环境保护CA砂浆浇注后，不散发出对人体有害的物质，也不危害周围环境。施工机械设备简单。CA 砂浆试拌、调整方法及配合比确定过程进行CA 砂浆拌和试验前,首先根据强度及弹性模量指标拟定水泥、砂、乳化沥青的用量,然后通过水用量甚至细骨料用量的加减调整流动度(特殊情况下通过CA 砂浆内掺加表面活性剂调整流动度及可工作时间)。通过消泡剂及引气剂的掺量调整空气含量,通过铝粉的掺量调整膨胀率。反复进行试验。根据影响性能的各种因素调整配合比,直至合格。为保证水泥乳化沥青砂浆的力学性能与耐久性能,在确定砂浆最终配合比时,应满足以下基本要求:水泥用量一般在300450kg/m3；沥青与水泥的比值不宜小于0.35；水灰比宜不大于0.78 ,其中用水量包括乳化沥青中的水；配合比设计时应考虑施工环境温度条件变化对砂浆拌合性能的影响。另外拌合CA砂浆时投料顺序、搅拌速度和搅拌时间也影响CA砂浆的性能，搅拌速度及时间则主要影响CA砂浆的含气量、抗压强度及弹性模量。拌合时一般控制快速拌合速度为150r/min，慢速拌合速度为60 r/min，CA砂浆拌合操作建议步骤：第一步向拌合机投入乳液、水和活性剂，慢拌1min，第二步投入减水剂和氯丁胶乳，慢拌合30s，第三步投入砂和聚丙烯纤维，慢拌合30s，第四步投入水泥、掺合材和铝粉，快拌2min，最后加入消泡剂，慢拌1.5min。(1) 拟定一个CA 砂浆的第一临时配合比,然后试拌。根据流动度、可工作时间、含气量、单位容积质量及拌和物和易性进行调整,得出第二临时配合比。最后制备膨胀率、泛浆率、1d 抗压强度等各种试件。(2) 根据第二临时配合比24h的膨胀率、泛浆率、1d 抗压强度进行调整,得出的配合比为第三临时配合比。(3) 如果第三临时配合比24h的膨胀率、泛浆率及1d 抗压强度都合格,则把第三临时配合比直接作为基本配合比；反之,重复(1)和(2)工作，直至得出满足流动度、可工作时间、含气量、单位容积质量、膨胀率、泛浆率及1 d 抗压强度的基本配合比。(4) 根据基本配合比中的水泥用量和用水量,分别向上和向下同时只调整水泥用量和用水量,其他材料不动,再拟定2个基本配合比。然后分别对3个基本配合比进行试拌,并分别检测其流动度、可工作时间、含气量、单位容积质量及拌和物和易性。最后分别制备膨胀率、泛浆率、1d 抗压强度、7d 抗压强度、28d 抗压强度、弹性模量及材料分离度试件等各种试件。(5) 如果不需要做抗冻性及耐候性检测,则根据3个基本配合比的1d 抗压强度、7d 抗压强度、28d 抗压强度、弹性模量及材料分离度结果,综合分析后确定一个正式配合比。否则,根据3个基本配合比的1d 抗压强度、7d 抗压强度、28d 抗压强度、弹性模量及材料分离度结果,综合分析后确定一个初步配合比。然后用初步配合比拌和后制作抗冻性及耐候性试件,等这2个指标的结果合格后方可把初步配合比当做正式配合比发出。CA砂浆的配合比在进行水泥乳化沥青砂浆配合比的设计与调整过程中,应根据各种原材料的类型及其掺量对砂浆性能的影响程度或趋势进行调整。当原材料发生改变时,应重新通过相容性检验、试配、调整等步骤进行砂浆配合比的选定。CA砂浆的配合比分为普通和高寒地带而不同，下面是客户及试验的一些配合比数据，仅供参考，每m3CA砂浆的配合比汇总表如下表4 每m3CA砂浆的配合比汇总表序号各个组成材料的用量（Kg/m3）水泥掺合材乳化沥青砂水减水剂铝粉UEA 膨胀剂消泡剂氯丁胶乳活性剂聚丙烯纤维AE引气剂144066490606764.00.06-20312.4-242363462729973.890.058-14.58-2.19-3316-56270335-0.088350.176-0.053443766488603804.020.061-20.131.02.2630.67-5300450-42550554062530115-0.050.0736507. 213. 6-3. 004. 25625545480600105-0.040.15-7.5配方6适合高寒地带用，高寒地带用CA砂浆应注意：(1) 改进乳化沥青、CA 砂浆拌和时外掺乳化剂和减少砂的用量来减少拌和用水。(2)使用消泡剂和膨胀剂使结构致密化,提高防水性。(3)采用引气剂引入微小气泡来缓冲冰晶压力,导入适量的空气量(9 %12 %) 对防止冻害是最有效的。CA 砂浆配合比设计计算计算施工中每m3CA砂浆中各个组成的质量计算试拌密度(1) 材料质量密度取值(g/cm3 ) 分别是: 水泥3.1,乳化沥青1.03,砂2.68,水1.0,UEA 2.9,铝粉2.7,消泡剂1.0,引气剂1.0,表面活性剂1.0。(2) 假设每m3 CA 砂浆中各种材料的质量分别是:水泥为C ,乳化沥青为A ,砂为S ,水为W ,UEA为U ,铝粉为Al ,消泡剂为X ,引气剂为Y ,CA 砂浆试拌用量每次5 L 。(3) 采用绝对体积法计算铝粉采用外掺法,它占据每m3 CA 砂浆的体积忽略不计。假定CA 砂浆的含气量为h % ,那么每m3 CA 砂浆中含气量体积H =10hL。在1m3 CA 砂浆中消泡剂的掺量为X (kg/m3) 、引气剂的掺量为Y(kg/m3) 和乳化剂为R (kg/m3) 。C/3.1 + A/1.03 + S/2.68 + W + U/2.9 +Al/2.7 + X + Y + R + 10h = 1000 (1) 确定每m3 各种材料用量、掺量或比例先暂定V L (接近1m3或1000L) CA 砂浆中水泥、乳化沥青和砂用量分别为C1、A1、S1,再确定水W1、UEA U1 和铝粉Al1 与水泥C1 之间的质量比例,最后确定消泡剂、引气剂、乳化剂和含气量在每m3CA 砂浆中的掺量X 、Y、R 或含量h % ,代入公式(1),得到下面求体积V 的计算式:C1/3.1 + A1/1.03 + S1/2.68 + W1 + U1/2.9 +XV/1000 + YV/1000 + RV/1000 + 0.01hV =VL (2)求得体积VL 后,然后用1000/V 分别乘以C1、A1 、S1 算出每m3CA 砂浆中水泥、乳化沥青和砂用量,再根据水、UEA 和铝粉与水泥的质量比例,算出每m3 水、UEA 和铝粉的用量。经过实测含气量或实测CA 砂浆单位质量密度,重新计算每m3 CA 砂浆中各种材料的用量。计算实例某CA 砂浆中,暂定VL (接近1m3或1000L) CA砂浆中水泥、乳化沥青和砂用量分别为C1=350 kg、A1=400kg、S1=500kg ,消泡剂、引气剂和含气量每m3CA砂浆中的掺量X =12.60 kg、Y = 4.20 kg,水、UEA 和铝粉与水泥的质量比为CWUAl = 1.00.300.120.00015 , 砂含水率为2 % ,含气量为10% ,试求出5 L CA 砂浆试拌用量。解: C1/3.1 + A1/1.03 + S1/2.68 + W1 + U1/2.9 +XV/1000 + YV/1000 + RV/1000 + 0.01 hV = V (2)350(1/3.1 + 0.3 + 0.12/2.9) + 400/1.03 +500/2.68 + 12.6V/1000 + 4.2V/1000 + 0.1V = V V = 914. 1 1m3CA 砂浆试拌用量:C = 1000/914.1350=383 kg A = 1 000/914.1400=438 kg S = 1 000/914.1500=547 kg W = 3830.3 =115 kg U = 3830.12 =46 kg Al = 3830.00015 = 0.057 k