高性能沥青水泥砂浆配合比设计ppt课件

高性能沥青水泥砂浆配合比设计演示稿演示稿何彦甫何彦甫1 1 概述概述 在国外，研讨开展板式无砟轨道较早的有日本、英国在国外，研讨开展板式无砟轨道较早的有日本、英国、美国、意大利、原苏联等国家，并以日本为代表。、美国、意大利、原苏联等国家，并以日本为代表。我国铁路早在我国铁路早在19571957年就针对新型轨下根底年就针对新型轨下根底沥青道沥青道床的研讨开展了乳化沥青水泥砂浆的研讨。床的研讨开展了乳化沥青水泥砂浆的研讨。但较之但较之国外该类技术还存在相当大的差距。国外该类技术还存在相当大的差距。京津城际轨道交通工程采用的是德国博格公司研发的京津城际轨道交通工程采用的是德国博格公司研发的板式无碴轨道技术，垫层砂浆采用的是博格公司研发板式无碴轨道技术，垫层砂浆采用的是博格公司研发的阴离子沥青水泥砂浆。该砂浆的弹性和耐候性好，的阴离子沥青水泥砂浆。该砂浆的弹性和耐候性好，可义务时间较长，可以有效的保证行车的温馨性和减可义务时间较长，可以有效的保证行车的温馨性和减少线路维修义务量。少线路维修义务量。2 2 高性能沥青水泥砂浆的各项性能目的高性能沥青水泥砂浆的各项性能目的3 3 高性能沥青水泥砂浆配合比设计的技术道路高性能沥青水泥砂浆配合比设计的技术道路图图1 1 高性能沥青水泥砂浆配合比设计道路图高性能沥青水泥砂浆配合比设计道路图不 合 格不 合 格不 合 格合 格合 格合 格现 场 工 艺 性 试 验博 格 公 司 对C A砂 浆 配 合 比 的 确 认试 验 数 据、资 料 整 理、汇 总，C A砂 浆 性 能 检 测原 材 料 的 选 定C A砂 浆 配 合 比 试 验消泡剂的检验膨胀剂的检验减水剂的检验水泥的检验沙子的检验原 材 料 选 取原 材 料 性 能 指 标 检 测原 材 料 性 能 指 标 分 析 4 4 高性能沥青水泥砂浆的原资料技术规范及实验高性能沥青水泥砂浆的原资料技术规范及实验4.1 4.1 原资料的技术规范原资料的技术规范4.1.14.1.1干料干料TKTK的技术规范的技术规范4.1.2 4.1.2 液体液体FKFK的技术规范的技术规范4.2 4.2 原资料的实验原资料的实验4.2.14.2.1干料的检测干料的检测1 1、水泥需水量实验、水泥需水量实验OKAMURAOKAMURA法法 实验目的实验目的根据根据OkamuraOkamura法确定法确定pp值，以此来确定水泥的需水值，以此来确定水泥的需水量，进而找到满足要求的低需水量水泥。量，进而找到满足要求的低需水量水泥。实验方法实验方法实验方法根本类同于水泥胶砂流动度实验实验方法根本类同于水泥胶砂流动度实验 实验求值实验求值 求值需经过以下公式，算出从分散度导出的伽马函数求值需经过以下公式，算出从分散度导出的伽马函数：分散度分散度/100/1002 21 1 注：注：待求的待求的pp值是一个无单位参数，它表示了在值是一个无单位参数，它表示了在水水泥混合物尚未开场流动时，水与水泥的容积关水水泥混合物尚未开场流动时，水与水泥的容积关系。系。100 100这个数值是以毫米为单位的海格曼台漏斗这个数值是以毫米为单位的海格曼台漏斗底部的内直径。不同的漏斗尺寸那么分别用所运用漏底部的内直径。不同的漏斗尺寸那么分别用所运用漏斗的内直径计算。斗的内直径计算。A A 图解求值图解求值 在图表中以在图表中以代表纵坐标，代表纵坐标，Vw/Vp Vw/Vp 比代表横坐标比代表横坐标.接着，标出每个接着，标出每个Vw/Vp Vw/Vp 容积比下求得的容积比下求得的值。求得值。求得的数对经过一条直线衔接起来。的数对经过一条直线衔接起来。和横坐标的交点就和横坐标的交点就是所求的是所求的p p 值。举例如下：值。举例如下：图2 水泥的需水量坐标图 B B计算求值计算求值 a a 借助线性回归，可以用数对借助线性回归，可以用数对Vw/VpVw/Vp和和根据函数根据函数Vw/VpVw/Vpm+nm+n求出其斜率和与求出其斜率和与y y轴的交点。轴的交点。n n即为待求的即为待求的pp值。值。b b 相关系数相关系数r2r2在这种实验方法中应取自大于在这种实验方法中应取自大于0.980.98的的3 3个丈量点。较小的相关系数需求进展第个丈量点。较小的相关系数需求进展第4 4次实验确次实验确定另一个丈量点。定另一个丈量点。2 2 骨料骨料(砂砂)的筛分实验的筛分实验 按国内常规实验方法进展按国内常规实验方法进展 3 3坡普特坡普特PUNTKEPUNTKE实验实验 实验目的实验目的 确定骨料砂的最低需水量。确定骨料砂的最低需水量。察看搅拌后砂子的情况察看搅拌后砂子的情况 振动杯子中的砂子 实验方法实验方法 4 4 干料分散度实验干料分散度实验OKAMURABROOKAMURABRO 本实验方法根本同于水泥胶砂流动度测定方法，不同本实验方法根本同于水泥胶砂流动度测定方法，不同之处在于做分散度实验时，要求振动之处在于做分散度实验时，要求振动1515次，记录初试次，记录初试和和30min30min后的分散度。初始分散度规范为后的分散度。初始分散度规范为160160，30min30min分散度规范为分散度规范为150150 5 5干料初凝、终凝实验干料初凝、终凝实验 干料初凝、终凝实验规范与干料初凝、终凝实验规范与GB/T 1346-2001GB/T 1346-2001一致。一致。6 6 干料膨胀率实验干料膨胀率实验 实验目的实验目的 经过运用一定量的膨胀剂铝粉补偿砂浆的收缩量经过运用一定量的膨胀剂铝粉补偿砂浆的收缩量。实验方法:密封的砂浆量筒密封的砂浆量筒 24小时后量筒的刻度值24h24h后体积的变化砂浆膨胀率计算如下：后体积的变化砂浆膨胀率计算如下：h2-hh2-h/h/h100%100%式中：式中：h CA h CA砂浆的初始高度砂浆的初始高度mmmm h2 24 h2 24小时后小时后CACA砂浆的高度砂浆的高度mmmm4.2.2 4.2.2 水泥与乳化沥青相溶性检验水泥与乳化沥青相溶性检验1 1 实验目的实验目的经过流动粘度仪确定水泥的稳定性，并依此判别拌经过流动粘度仪确定水泥的稳定性，并依此判别拌和物的稳定性。和物的稳定性。2 2实验方法实验方法 经过流动粘度仪来检测规定的时间内浆体的流出体经过流动粘度仪来检测规定的时间内浆体的流出体积。积。5 CA 5 CA砂浆配合比设计及性能实验砂浆配合比设计及性能实验5.1 CA5.1 CA砂浆配合比设计砂浆配合比设计5.1.1 CA5.1.1 CA砂浆配合比设计道路图砂浆配合比设计道路图不 合 格不 合 格不 合 格合 格合 格合 格现 场 工 艺 性 试 验博 格 公 司 对C A砂 浆 配 合 比 的 确 认试 验 数 据、资 料 整 理、汇 总，C A砂 浆 性 能 检 测原 材 料 的 选 定C A砂 浆 配 合 比 试 验消泡剂的检验膨胀剂的检验减水剂的检验水泥的检验沙子的检验原 材 料 选 取原 材 料 性 能 指 标 检 测原 材 料 性 能 指 标 分 析图5 高性能沥青水泥砂浆配合比设计道路图5.1.2 5.1.2 砂浆配合比计算方法砂浆配合比计算方法根据公式根据公式1000=V1000=V水泥水泥+V+V水水+V+V乳化沥青乳化沥青+V+V减水剂减水剂+V+V消泡剂消泡剂+V+V空气空气+V+V砂计算出砂的体积。砂计算出砂的体积。注：砂浆中含气量按注：砂浆中含气量按9%9%计算，体积公式为计算，体积公式为V=90dm3/1.0V=90dm3/1.0。5.2 CA5.2 CA砂浆性能实验砂浆性能实验5.2.1 CA5.2.1 CA砂浆分散度实验砂浆分散度实验1 1 实验目的实验目的经过丈量砂浆的分散量来确定砂浆的稠度和可义务经过丈量砂浆的分散量来确定砂浆的稠度和可义务时间。时间。2 2 实验方法实验方法 玻璃板应放在固定的程度底座上。玻璃板应放在固定的程度底座上。将管筒竖立在玻璃板中间，然后将将管筒竖立在玻璃板中间，然后将CACA砂浆填入砂浆填入管内，直至管筒的上缘。管内，直至管筒的上缘。假设流动分散板上有污垢应擦干净，并再次用假设流动分散板上有污垢应擦干净，并再次用湿布擦拭。湿布擦拭。将该管筒迅速地垂直拉高将该管筒迅速地垂直拉高15cm15cm2cm2cm，并在这，并在这一位置坚持一位置坚持10s10s，之后可将管筒放在一边。，之后可将管筒放在一边。在在CACA砂浆停顿流动后要平行于义务台面边缘丈砂浆停顿流动后要平行于义务台面边缘丈量其直径，准确到量其直径，准确到5mm5mm。3 3 实验本卷须知实验本卷须知 CACA砂浆分散度规范：砂浆分散度规范：a5300mma5300mm，t30018st30018s和和a30280mma30280mm，t30022st30022s，且，且3030分钟后没有沉淀分钟后没有沉淀。5.2.2 5.2.2 砂浆的流动性实验砂浆的流动性实验 1 1 实验目的实验目的 检测检测CACA砂浆的可继续义务时间。砂浆的可继续义务时间。2 2 实验仪器实验仪器 一个有以下尺寸一个有以下尺寸mmmm的漏斗。的漏斗。图图 检测砂浆流动性漏斗检测砂浆流动性漏斗注：漏斗必需稳定，并用同垫层砂浆不起反响的资注：漏斗必需稳定，并用同垫层砂浆不起反响的资料制成。漏斗的容量除了圆柱体上端和下端之料制成。漏斗的容量除了圆柱体上端和下端之外必需为外必需为1.7L1.7L10%10%。3 3 实验方法实验方法 经过下面所示漏斗进展经过下面所示漏斗进展 实验结果的分析实验结果的分析 丈量的时间应准确到丈量的时间应准确到0.5s0.5s。额定时间为。额定时间为100s100s20s 20s。5.2.3 CA5.2.3 CA砂浆含气量及密度实验砂浆含气量及密度实验1 1 实验目的实验目的检测检测CACA砂浆的含气量和密度。砂浆的含气量和密度。2 2 实验仪器装有仪器盖的试样容器是一个容量为实验仪器装有仪器盖的试样容器是一个容量为1.0 L1.0 L的有金属盖的金属容器桶，包括一个密封的空气的有金属盖的金属容器桶，包括一个密封的空气室压力室。一个用于丈量所施空气压力的气室压力室。一个用于丈量所施空气压力的气压表与压力室相连。压表与压力室相连。3 3实验方法实验方法 容器的内侧应擦拭干净并使之微潮湿。容器的内侧应擦拭干净并使之微潮湿。容器完全用容器完全用CACA砂浆填满，此时要留意砂浆填满，此时要留意CACA砂砂浆外表该当平滑。浆外表该当平滑。用刮平尺刮平突出的垫层砂浆，构成一个平坦用刮平尺刮平突出的垫层砂浆，构成一个平坦的外表，并与容器上缘齐平封锁。的外表，并与容器上缘齐平封锁。将容器的外侧擦干和擦净，并将盖紧盖在容器上将容器的外侧擦干和擦净，并将盖紧盖在容器上。经过经过A A阀用水将仪器盖罩下积存的空气排出。阀用水将仪器盖罩下积存的空气排出。将空气泵入密封的空气室中，直到压力恒定为止。将空气泵入密封的空气室中，直到压力恒定为止。5.2.4 5.2.4 砂浆抗折强度砂浆抗折强度/抗压强度抗压强度1 1 实验目的实验目的检测检测CACA砂浆的抗折砂浆的抗折/抗压抗压1d1d、7d7d、28d28d强度强度2 2 实验方法实验方法类似于水泥胶砂强度检测方法。类似于水泥胶砂强度检测方法。5.2.5 5.2.5 砂浆弹性模量砂浆弹性模量1 1 实验目的实验目的检测混凝土静力受压弹性模量值。检测混凝土静力受压弹性模量值。2 2 实验方法实验方法类似于混凝土弹性模量检测方法。类似于混凝土弹性模量检测方法。5.2.65.2.6砂浆冻融实验砂浆冻融实验1 1 实验目的实验目的经过经过n n次冻融循环计算风化物质的量，进而确定砂浆的抗冻融性。次冻融循环计算风化物质的量，进而确定砂浆的抗冻融性。2 2 实验原理实验原理实验是在砂浆中加无矿物质水实验是在砂浆中加无矿物质水CF-CF-实验或加要求的实验或加要求的3%3%氯化钠融化氯化钠融化剂剂CDF-CDF-实验作防冻检验。实验作防冻检验。试件是将边长试件是将边长150mm150mm的正方体分的正方体分成两半，每块厚约成两半，每块厚约70mm70mm。须测试外表亦即置于聚四氟乙烯片的。须测试外表亦即置于聚四氟乙烯片的砂浆外表向下放置。试体侧外表用带丁基橡胶层的铝制薄膜砂浆外表向下放置。试体侧外表用带丁基橡胶层的铝制薄膜粘结或用无溶剂的环氧树脂进展密封，这样测试液体只能在测试粘结或用无溶剂的环氧树脂进展密封，这样测试液体只能在测试外表被吸收。外表被吸收。一个冻融循环继续一个冻融循环继续1212小时。这样每天有两个循环。测试温度经过一个小时。这样每天有两个循环。测试温度经过一个冷却池来设定。经过一定次数的冻融循环可确定试件外表资料风冷却池来设定。经过一定次数的冻融循环可确定试件外表资料风化的程度。经过化的程度。经过2828天冻融循环天冻融循环CDF-CDF-实验以及实验以及5656天冻融循环天冻融循环CF-CF-实验可得到抗风化的总值。实验可得到抗风化的总值。6 CA6 CA砂浆性能实验成果分析及实践配合比初定砂浆性能实验成果分析及实践配合比初定6.1 CA6.1 CA砂浆性能实验成果分析砂浆性能实验成果分析6.1.1 CA6.1.1 CA砂浆性能实验成果砂浆性能实验成果注：注：A A列：采用我们选择的公用乳化沥青配置；列：采用我们选择的公用乳化沥青配置；B B列：采用德国列：采用德国进口的乳化沥青配置；进口的乳化沥青配置；C C列：采用我国普通的乳化沥青配置。列：采用我国普通的乳化沥青配置。6.1.2 CA6.1.2 CA砂浆成果分析砂浆成果分析 乳化沥青对乳化沥青对CACA砂浆性能的影响砂浆性能的影响 干料对干料对CACA砂浆性能的影响砂浆性能的影响 外加水量对外加水量对CACA砂浆性能的影响：砂浆性能的影响：CA CA砂浆外加水量对流动性的影响图砂浆外加水量对流动性的影响图 搅拌速度和时间对搅拌速度和时间对CACA砂浆的影响砂浆的影响 6.2 6.2 实践配合比初定实践配合比初定 根据实验室试配实验结果，汇总满足根据实验室试配实验结果，汇总满足CACA砂浆各项技砂浆各项技术性能目的的实践配合比。然后进展各项性能目的术性能目的的实践配合比。然后进展各项性能目的的实践对比和优化，进而实现实践配合比的优化与的实践对比和优化，进而实现实践配合比的优化与初定。见表初定。见表7 7：CACA砂浆实验室实践配合比汇总砂浆实验室实践配合比汇总CACA砂浆实验室实践配合比汇总表砂浆实验室实践配合比汇总表7 CA7 CA砂浆工艺性实验及实践配合比选定砂浆工艺性实验及实践配合比选定 7.1 CA 7.1 CA砂浆工艺性实验方案砂浆工艺性实验方案 7.1.1 7.1.1实验目的实验目的 经过现场模拟灌注实验，优化经过现场模拟灌注实验，优化CACA砂浆配合比，以满足砂浆配合比，以满足CACA砂浆砂浆的各项性能目的，确保的各项性能目的，确保CACA砂浆现场灌注质量砂浆现场灌注质量 7.1.2 7.1.2 总体方案总体方案 成型实验底座板。成型实验底座板。在成型的底座板上进展博格板铺装包括博格板粗铺、精调、在成型的底座板上进展博格板铺装包括博格板粗铺、精调、封边。封边。以初定的实践配合比进展施工模拟灌注。详细如下：以初定的实践配合比进展施工模拟灌注。详细如下：将实践配合比输入砂浆车控制单元，按实践配合比进展将实践配合比输入砂浆车控制单元，按实践配合比进展CACA砂浆拌制。砂浆拌制。对拌制好的砂浆进展性能检验。对拌制好的砂浆进展性能检验。进展博格板灌注实验。进展博格板灌注实验。待砂浆到达一定强度时，进展揭板检测待砂浆到达一定强度时，进展揭板检测CACA砂浆灌注质量。砂浆灌注质量。根据砂浆灌注模拟实验实际情况对根据砂浆灌注模拟实验实际情况对CACA砂浆配方进展优化。砂浆配方进展优化。7.2 CA 7.2 CA砂浆工艺性实验成果分析及实践配合比选定砂浆工艺性实验成果分析及实践配合比选定 7.2.1 CA7.2.1 CA砂浆工艺性实验成果分析砂浆工艺性实验成果分析 1 1 获得的成果获得的成果 掌握了掌握了CACA砂浆灌注施工的整个工艺流程。砂浆灌注施工的整个工艺流程。掌握了现场批量消费与实验室小样搅拌对掌握了现场批量消费与实验室小样搅拌对CACA砂浆性能砂浆性能的影响。的影响。掌握了不同外界环境及机械操作对掌握了不同外界环境及机械操作对CACA砂浆性能的影响砂浆性能的影响。掌握了掌握了CACA砂浆灌注过程中的可控要素与不可控要素。砂浆灌注过程中的可控要素与不可控要素。对实践配合比进展了选定与优化。对实践配合比进展了选定与优化。2 2 存在的问题存在的问题(分析分析)7.2.2 CA7.2.2 CA砂浆实践配合比选定砂浆实践配合比选定CACA砂浆选定实践配合比表砂浆选定实践配合比表8 8 终了语终了语本文系统的引见了本文系统的引见了CACA砂浆的配合比设计，从原资料砂浆的配合比设计，从原资料的技术目的开场，到最终配合比确实定，这期间的技术目的开场，到最终配合比确实定，这期间设计到了一系列相应的技术目的检测。这些检测设计到了一系列相应的技术目的检测。这些检测方法和检测目的有很大一部分为目前我国国内没方法和检测目的有很大一部分为目前我国国内没有明确、甚至是没有涉及到的。这客观上给该设有明确、甚至是没有涉及到的。这客观上给该设计配合比确实定带来了很大的难度，同时也带来计配合比确实定带来了很大的难度，同时也带来了很大的改善和优化空间。随着我国高速铁路的了很大的改善和优化空间。随着我国高速铁路的开展，板式无碴轨道的运用必然会运用到开展，板式无碴轨道的运用必然会运用到CACA砂浆砂浆，因此，因此CACA砂浆的技术完善与配合比优化是我国高砂浆的技术完善与配合比优化是我国高速铁路技术的关键。速铁路技术的关键。CACA砂浆技术的完善与胜利，砂浆技术的完善与胜利，将为我国高速铁路的开展奠定根底。将为我国高速铁路的开展奠定根底。谢谢 谢谢jjcj