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CA砂浆制备及灌注工艺
为了使板式轨道具有一定的弹性,并固定轨道结构的位置,在混凝土底座和轨道板之间,以及凸形挡台周围填充缓冲材料层,同时消除混凝土构件施工误差。作为缓冲充填材料,应既有一定的弹性,又有一定的强度,水泥砂浆强度足够高,但弹性不足,沥青弹性好,但强度低,受温度影响大,因此采用了将二者结合的水泥沥青砂浆,一般采用水泥、乳化沥青、砂及各种掺和料混合而成,通称CA砂浆。CA砂浆较树脂材料成本低廉,可以大规模的采用。
经计算凸形挡台周围的CA砂浆受力较大,该处CA砂浆容易损坏,为避免CA砂浆损坏给线路维修工作量加大,设计凸形挡台周围填充树脂。
1、CA砂浆的制配
1.1CA砂浆性能指标
CA砂浆性能指标主要如下:
CA砂浆混合液和固化物的性能指标要求
序号
项 目
单位
指标要求
试验方法
混合液性能指标
1
砂浆温度
℃
5~30
棒式温度计
2
流动度
秒
16~26
附录B
3
可工作时间
分
≥30
4
含气量
%
8~12
附录C
5
单位容积质量
kg/l
> 1.3
固化物性能指标
6
抗压强度
1d
MPa
> 0.1
附录D
7d
> 0.7
28d
1.8~2.5
7
弹性模量
MPa
100~300
附录E
8
材料分离度
%
<3
附录F
9
膨胀率
%
1~3
附录G
10
泛浆率
%
0
附录H
11
抗冻性
300次冻融循环试验后,相对动弹模量不得小于60%,质量损失率不得大于5%。
附录I
12
耐候性
外观无异常、相对抗折强度不低于100%。
附录J
1.2CA砂浆配合比选定
CA砂浆是由水泥、砂、乳化沥青、混合料、各类外加剂、铝粉、水等混和而成的一种流动状物质,具体配合比根据选用的原材料进行选定。
下表为参考配合比
单位
水泥
砂
乳化沥青
混合料
防水料
铝粉
水
kg
0.7
1.3
1
0.035
0.035
0.2‰
0.21
1.3影响CA砂浆配合的因素
1.3.1强度
CA砂浆强度主要由水泥、砂、乳化沥青、水的比例确定,随水泥、砂用量的增大而增大,乳化沥青用量的增大而减小,并随水量的增大而减小。砂较粗时强度高。
1.3.2弹性模量
影响CA砂浆弹性模量的主要原材料为乳化沥青,乳化沥青用量大,弹性模量小,弹性好,同时受乳化沥青内沥青性能的影响,沥青延伸度大,CA砂浆弹性好。
1.3.3流动度
流动度随水量的增加而增大,同时与乳化沥青的用量有关,相
同材料,引气量增大,流动度增大。拌和工艺对CA砂浆流动度影响较大,高速搅拌时间长,CA砂浆流动度损失大。
1.3.4 材料分离度
CA砂浆分离度的主要影响因素是砂的级配,砂越细,材料分离度越小,同时水泥的水化速度对分离度有影响,拌和初期若水泥全部与水结合反应,则水泥浆在CA砂浆中下沉,造成材料分离度增大。
1.3.5膨胀率
膨胀率的大小主要由铝粉的掺量决定,铝粉掺量增加,则膨胀率增大。
1.3.6空气含量
CA砂浆空气含量的大小主要由消泡剂及引气剂的掺量决定。消泡剂的掺量过大,则气体难以引入,引气剂的掺量过大,则气泡含量过大,造成CA砂浆性能的劣化。
1.3.7可工作时间
可工作时间主要由乳化沥青的性能决定。
1.3.8泛浆率
泛浆率主要由用水量及拌和加水次序决定。用水量过大,容易造成CA砂浆内水量过剩、泛浆。水在砂浆拌和过程最后加入,虽然可以改善流动度,但极易造成拌和不均匀,产生泛浆现象。
2、CA砂浆灌注
2.1CA砂浆灌注方法介绍
CA砂浆的拌合灌注主要有三种方式:固定式拌合站、移动式拌合站、CA砂浆拌合灌注车。
固定式拌合站主要适用于短小区间的施工,该方法将拌合站设在线路附近,CA砂浆在拌合站拌合完成后经专用运输设备运至现场
进行灌注,该法主要优点有:材料集中存放、拌合环境稳定、拌合过程全部实现自动化、工艺稳定。缺点主要有拌合站固定,只适用于小区间施工,否则CA砂浆运输时间过长,造成流动度损失,影响CA砂浆灌注质量。
移动式拌合站指不带供料系统,搅拌机随拌合地点而移动,材料按每块板用量提前布置在灌注地点,人工辅助机械进行投料工作,拌合完成直接灌注,该方法主要解决了CA砂浆的运输问题,但材料需提前布置,拌合人工投料工作量大,作业面环境质量差、人工投料易发生人为质量事故。
CA砂浆拌合灌注车,该列车自带动力,轮轨走行,投料及拌合全部实现自动化控制,列车自带贮料箱,可装载一班作业所需材料,避免了人为因素对CA砂浆质量的影响,且随作业面前移,砂浆车不断跟近,施工效率高。唯一缺点需铺设临时走行轨。
遂渝线无碴轨道综合试验段根据工程情况,拟采用移动式CA砂浆拌合站施工。
2.2CA砂浆灌注施工准备
2.2.1原材料准备
CA砂浆拌合所采用原材料较多,应做好各种原材料进场的检验工作,确保合格的原材料用于施工。原材料进场必须具备出厂合格证,并按国家现行检验标准及技术条件要求进行检验。各种原材料应根据其性能及用途合理存放、标识清楚,水泥、砂、混合料、防水料等架空存放,防潮、防雨。
各种原材料根据CA砂浆配合比提前堆放在线路两侧。
2.2.2现场施工配合比的确定
由于CA砂浆的性能受温度、材料及拌合环境、设备的影响,故当原材料检验合格后,应根据前期试验结果进行CA砂浆的试配,试配过程中认真分析各种因素对CA砂浆性能的影响,确定现场施工配合比。
2.2.3机械设备的检修、维护
为保证设备运转正常及满足拌合要求,需在拌合前对设备进行试运转及运行前维护。确定拌合设备满足CA砂浆拌合要求的搅拌速度及材料称量精度后,进行试拌,试拌后进行CA砂浆各项性能指标检测。各项指标合格后方可进行正式拌合施工。
2.2.4技术工作准备
施工前应通过技术培训、技术交底及现场模拟灌注对施工人员进行技术培训,使各工序人员充分掌握技术要求,确保施工质量。
2.2施工工艺
⑴拌合工艺
①先将乳化沥青及水投入搅拌机内开始搅拌。
②加入砂,并提高搅拌速度。
③加入水泥,高速搅拌2分钟,对搅拌机内CA砂浆进行测试,确定其是否满足要求。
④CA砂浆试验合格后在一定的搅拌速度下卸料。
⑤各工序搅拌时间及搅拌速度根据现场实际试验情况确定。
⑵灌注工艺
CA砂浆难于清洗,为防止灌注过程中CA砂浆污染轨道板,故对灌注地点覆盖塑料布进行防护,且现场准备砂子,当漏浆现象发生时进行封堵。以往CA砂浆灌注需支立模板,现采用CA砂浆灌注袋。
① CA砂浆施工温度为10~25℃,并避开雨天、大风天气。
②砂浆自灌注袋最底的一个注入口进行灌注,灌注过程中使砂浆一直覆盖注入口,防止灌注过程中空气的进入。灌注过程中随机抽取试件。
③一般一直采用此注入口灌注,直至灌注完成。该口灌注确实无法进行后,由次底口进行灌注,依次进行。
④当板边CA砂浆灌注高度达到6cm以上,且完全覆盖板底后,灌注结束。
⑤一块板下CA砂浆一次灌注完成。
⑥灌注完成24小时,且CA砂浆强度达到0.1MPa时,拆除支撑装置。
⑦按设计要求完成修边工作。
4.凸形挡台处树脂的灌注
凸形挡台处树脂由A、B两组分料复配,采用高速搅拌将其搅拌均匀。
1)灌注前将填充部位清理干净,保证填充部位干燥、清洁。
2)按要求配比树脂,将其搅拌均匀
3)树脂灌注应在10分钟内完成,灌注一次完成,灌注过程中应对轨道板进行防护。
4)树脂应缓慢连续注入,防止带入空气及水份。
5)按要求留设试件。
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