山砂CA砂浆的正交试验研究

利用机制山砂(MFA)代替河砂进行了板式无砟轨道用CA砂浆的配制研究工作,通过对山砂CA砂浆(MCAM)的以抗压强度和流动性为验证指标的正交试验,初步证明了机制山砂应用于CA砂浆中的可能性和各原材料之间的相适性。试验结果表明:"乌江"水泥与专用沥青乳液是相适的;对山砂CA砂浆28 d抗压强度影响因素由大到小依次为水泥、乳化沥青和山砂;水泥与乳化沥青的比值C/A值宜控制在0.6～0.7之间;山砂CA砂浆28 d抗压强度可以达到1.8 MPa以上,甚至达到3.0 MPa。     

CA砂浆的干燥收缩及补偿研究

为保持板式无砟轨道关键弹性垫层CA( cement asphalt)砂浆的后期体积稳定性,研究了乳化沥青、水泥及水灰比对CA砂浆干燥收缩的影响规律以及CA砂浆体积稳定性的补偿技术.结果表明,提高乳化沥青用量或降低水泥用量有利于降低CA砂浆的干燥收缩,水灰比对CA砂浆的干燥收缩影响不明显.氧化钙类膨胀剂和钙矾石类膨胀剂能有效减少CA砂浆干燥收缩,且前者减缩效果优于后者.PP纤维对改善CA砂浆的干燥收缩效果不明显.     

水泥乳化沥青砂浆毛细吸水性研究

采用ISAT方法测定水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)的毛细吸水速率,研究固灰比(A/C)、孔隙率、试件干密度及拌合物含气量对CA砂浆毛细吸水性的影响。试验结果表明,CA砂浆的总孔隙率影响其强度,而CA砂浆的毛细孔特性才是其毛细吸水性的决定因素;增加固灰比、提高新拌砂浆的含气量、减小砂浆干密度及降低砂浆的毛细孔隙率均可降低CA砂浆的毛细吸水速率;阳离子乳化沥青砂浆的强度及毛细吸水速率均高于阴离子乳化沥青砂浆。     

矿物掺合料对水泥砂浆硫酸盐侵蚀的影响及机理

通过对20℃时5%Na2SO4溶液浸泡的各砂浆试件进行外观观察、强度测试以及矿物成分分析,研究了粉煤灰、矿粉、钢渣单掺及其复掺对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响。研究结果表明:加入矿物掺合料降低了试件的胶凝材料中的C3A含量,其火山灰反应消耗了大量的水化产物Ca(OH)2,且提高了试件的密实度,对硫酸盐侵蚀具有明显的预防缓解作用;各矿物掺合料的抗硫酸盐侵蚀效果由优到劣依次为:30%粉煤灰,30%粉煤灰 30%矿粉,60%矿粉,30%钢渣 30%矿粉,30%钢渣>30%矿粉,空白样。     

粉煤灰及矿粉对SCC等效砂浆温度及时间敏感性研究

针对CRTSⅢ型板式轨道充填层自密实混凝土(Self-compacting Concrete, SCC)其工作性易受到外界因素影响问题,采用等效砂浆方法,测试了粉煤灰及矿粉对SCC等效砂浆扩展度、扩展时间及充填小板表面质量随时间和温度的变化规律,并通过Image Pro Plus对板面气泡进行统计分析。结果表明,粉煤灰及矿粉的掺入可提高砂浆扩展度、降低T20;温度升高会导致砂浆流动性降低;浇筑前静置时间延长能提高板面质量,但工作性有一定降低,掺量为10%的矿粉对改善板面质量最为显著。矿物掺合料对水泥的替代降低了水泥砂浆的温度及时间敏感性。     

CA砂浆配制的工艺试验研究

研究板式无砟轨道CA砂浆的初始流动度、膨胀率和28 d抗压强度与用水量的关系,以及砂浆温度、铝粉用量和搅拌工艺等对CA砂浆性能的影响,该技术对CA砂浆的生产与施工质量控制有一定意义.     

CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆流动度影响因素研究

流动度是水泥乳化沥青砂浆的重要性能指标,直接影响到 CRTSⅡ型板式无砟轨道的施工质量.本文研究了用水量、乳化沥青固含量、干粉颗粒级配、减水剂用量和温度对 CA 砂浆流动度的影响,结果表明:随用水量的减小、乳化沥青固含量的提高、温度的升高和干粉细度过细,CA砂浆的流动度增加;随减水剂用量增加,CA砂浆的流动度先降低后无明显变化.为制备流动度优异的 CA砂浆提供了依据.     

CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的含气量控制研究

水泥乳化沥青砂浆( CA砂浆)是板式无砟轨道的关键功能性材料，一定量的气泡有利于增强其抗冻性，增加其延展性。本文研究了各种因素对 CA砂浆含气量的影响，发现延长搅拌时间和提高搅拌速度均可提高CA砂浆的含气量，消泡剂和引气剂对CA砂浆含气量影响较为明显，CA砂浆中消泡剂掺量宜为30 g/m3，引气剂掺量宜为3000 g/m3。基于含气量与经济性考虑，施工时 CA 砂浆拌制工艺宜为：转速为120 r/min的情况下，高速搅拌2 min。     

CA砂浆强度主要影响因素的研究

以CA砂浆28 d抗压强度(1.8～2.5 MPa)为考察指标,研究了水泥、沥青乳液、砂、外加水和引气剂的用量范围.结果表明,影响CA砂浆强度的主次因素依次为水泥、沥青乳液和砂的用量.文章介绍制备满足强度要求的CA砂浆,其水泥、沥青乳液和砂用量的最佳范围.     

水泥沥青砂浆的静动态力学行为

研究了3种典型水泥沥青胶凝材料的动态力学行为和不同A/C的水泥沥青砂浆的静动态力学行为.采用动态黏弹谱仪测试水泥沥青胶凝材料的动态模量和滞后角随加载频率的变化关系.采用电液伺服控制材料万能试验机研究了水泥沥青砂浆静态抗压、动态周期性压力荷载下的力学行为.结果表明:对同一水泥沥青胶凝材料,动态模量随频率的增大而增大;对不同水泥沥青胶凝材料,随着A/C的增大,动态模量减少而滞后角增大,表明其黏弹性越发显著;水泥沥青砂浆的抗压强度、弹性模量以及破坏能随A/C的增大而减少,且变化规律基本相似;水泥沥青砂浆的动态模量随A/C以及加载频率的变化规律与其胶凝材料的规律基本一致.基于标准固体模型,通过对水泥沥青砂浆的动态模量拟合得到其力学模型中各基本元件的力学参数,从而实现了对水泥沥青砂浆力学行为的完全本构表征.     

CRTS-Ⅱ型板式轨道CA砂浆配合比设计研究

研究了水泥品种、Ma/Mc（沥青与水泥质量比）、Ms/Mc（砂与水泥质量比）、聚羧酸减水剂掺量对CRTS-Ⅱ型板式无砟轨道CA砂浆流动性和强度,膨胀组分铝粉和U型膨胀剂掺量对CA砂浆体积稳定性和强度,Ms/Mc以及消泡剂DF掺量对CA砂浆容重和含气量的影响规律。研究结果表明：采用PⅠ52.5水泥作为主要胶凝材料,Ma/Mc值0.4,Ms/Mc值1.3,聚羧酸减水剂掺量1.2%,铝粉掺量0.04‰,U型膨胀剂掺量10%,消泡剂掺量1.6%,稳定剂掺量1.29%时,制备出了满足性能指标要求的CA砂浆。     

极端温度下CRTS Ⅰ型板式无砟轨道CA砂浆受压伤损试验

CA砂浆是一种温度敏感性材料,温度变化将直接影响其受压承载的性能。为了研究极端温度对CA砂浆性能产生的影响,将CRTSⅠ型CA砂浆分别放在-50、-40、-30、20、40、60、80℃环境下进行单轴压缩试验,分析CA砂浆在不同极端温度下受压的规律以及伤损特性。结果表明:随着温度的升高,CA砂浆的抗压强度和弹性模量变小,并利用模量-温度曲线更直观地表现出CA砂浆由脆性逐渐转变为塑性,同时给出了受温度影响的CA砂浆温度-抗压强度的经验公式。以切线模量的变化来判断CA砂浆的温度损伤程度,分析CA砂浆温度损伤规律和伤损槛值随温度的变化规律,随着温度的升高,CA砂浆损伤应力槛值减小,当温度增大到一定时,CA砂浆的应力槛值与抗压强度的比值RC受温度的影响不是很明显。     

新建铁路线CA砂浆施工质量控制的研究

优选了原材料,试验确定了CA砂浆的基准配合比,提出了CA砂浆配合比的调整说明;进行大量的现场试验,根据试验结果优选了CA砂浆的搅拌速度和搅拌时间等搅拌工艺参数,优化了CA砂浆的搅拌工艺,配制了满足施工要求的CA砂浆,进行了型式试验;从原材料、配合比、搅拌工艺和施工控制等几个方面提出了CA砂浆施工质量控制要点。     

地铁减振型无砟轨道CA砂浆应力匹配研究

地铁减振型无砟轨道结构中,CA砂浆层位于轨道板和隔振垫之间,起着支承、传载和调整的功能。由于隔振垫的存在,CA砂浆层极易发生破坏,因此需要全面地研究轨道结构参数对CA砂浆的应力影响规律。基于弹性地基梁体模型,研究轨道板的混凝土等级、CA砂浆弹性模量、隔振垫刚度及轨道板长度4个轨道结构参数对CA砂浆应力的影响规律,并通过应力匹配图得到合理的轨道结构参数匹配。得到的结论是CA砂浆弹性模量是对CA砂浆应力影响最敏感的参数;轨道板的混凝土等级、CA砂浆弹性模量、隔振垫刚度及轨道板长度4个轨道结构参数对CA砂浆最大拉应力的影响远大于对CA砂浆最大压应力的影响;通过应力匹配图,提出较为合理的轨道结构参数匹配:轨道板使用C80等级的混凝土、CA砂浆取中低弹模3 000 MPa、隔振垫刚度取0.04 N/mm~3、轨道板长度取4.097 m。     

矿物掺合料对ASR抑制效能的试验研究

大量研究表明,矿物掺合材是预防ASR最实用、最经济和有效的途径。现行铁路客运专线标准中纳入了《矿物掺合料及外加剂抑制碱-骨料反应有效性试验方法》,从而使得部分砂浆棒膨胀率在0.2%~0.3%的碱-硅酸反应活性骨料的应用成为可行。本试验中采用该方法对比研究了粉煤灰掺量和掺合料种类对活性骨料ASR膨胀的抑制效果。试验结果表明,矿物掺合料对ASR膨胀的抑制效果显著,可以用此方法优选矿物掺合料的品种和掺量。     

砂灰比和砂的级配对CA砂浆抗压强度和流动性的影响

通过调整砂与水泥的质量比和调整2种单级配砂的质量比,研究了砂灰比和砂的级配对CA砂浆的抗压强度和流动性的影响。结果表明：随着m（S）／m（C）的增大,低强和高强CA砂浆的流动性都变差,但低强CA砂浆流动性的变化幅度较小;随着m（S）／m（C）的增大,高强CA砂浆的抗压强度降低,而低强CA砂浆的抗压强度呈升高的趋势;使用两级配砂能够提高CA砂浆的抗压强度并改善其流动性,粒径为0．42-0．21mm的砂与粒径0．85-0．30mm的砂的最佳质量比为6：4。     

砂浆刚度和阻尼对高速列车-板式轨道时变系统竖向振动的影响

利用横向有限条与板段单元模拟板式轨道。考虑轮轨竖向位移衔接条件,基于弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的“对号入座”法则,建立了高速列车-板式轨道时变系统竖向振动矩阵方程;分析了CA砂浆的刚度和阻尼对此系统竖向振动响应的影响规律。计算结果表明,合理的CA砂浆刚度为1.0~1.5 GPa/m,尽量采用大阻尼的CA砂浆垫层将有利于降低轨道板的振动。     

CRTS Ⅱ型水泥乳化沥青砂浆收缩性能的主要影响因素研究

以2～56 d的收缩率为考察指标,研究了水胶比(W/B)、沥青与胶材之比(A/B)和单方无机胶材用量对CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆硬化体收缩性能的影响.结果表明:CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆硬化体的收缩率随着W/B及单方无机胶材用量的增加而增大,随着A/B的增加而减小;为控制CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆硬化体收缩率,W/B不宜超过0.51,A/B不宜低于0.29,无机胶凝材料用量不宜超过540 kg/m3.     

拌和水用量对CRTSⅢ型先张法轨道板用封锚砂浆性能的影响

干粉料与乳胶质量比固定的情况下,外加不同用量的拌和水制成封锚砂浆,并对其可施工性能、力学性能、表观密度、吸水率、收缩率、抗渗性能等进行测试。结果表明:拌和用水量的增加使封锚砂浆可施工时间延长,但硬化后砂浆表观密度减小,吸水率变大,过量的拌和水使封锚效果变差;拌和水用量的增加使封锚砂浆收缩率增大,抗氯离子渗透性能变差,导致封锚砂浆的耐久性能逐渐降低。施工过程中必须严格控制拌和水用量,确保封锚砂浆的性能和施工效果。     

基于动刚度的CRTS Ⅰ型板式无砟轨道CA砂浆层病害评估方法

以CRTS Ⅰ型板式无砟轨道结构CA砂浆层为研究对象,采用冲击荷载作用下轨道板的动刚度变化指数作为评估指标,进行CA砂浆层粉化和局部脱空病害评估研究。提出CA砂浆层病害分步评估方法,首先利用轨道板上少量测点初步定位病害,然后通过在初步定位病害区域密布测点对病害进行精细化评估。运用数值模拟方法分析CA砂浆层病害位置和程度对动刚度变化指数的影响规律,确定对应关系,据此提出用于CA砂浆层病害状态评估的建议准则,即将CA砂浆层病害状态分为AA,A1,B和C共4级,对应的动刚度变化指数分别为≥0.5,[0.2,0.5),[0.1,0.2)和0.1。对1个实际轨道结构进行现场试验,并应用所提方法和准则对CA砂浆层的病害进行评估,评估结果和实际病害状况一致,证明所提方法的可靠性。