[发明专利]一种凝结时间可控的水泥乳化沥青砂浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铁路建筑材料领域，具体涉及一种用于充填高速铁路板式无砟轨道板下空间的、凝结硬化时间可控的水泥乳化沥青砂浆及其制备方法和应用。

背景技术

随着高速铁路网建设规划逐步付诸实施，板式无砟轨道作为主要结构形式之一，在我国得到了大量应用。板式无砟轨道的结构特点是在路基或桥梁面上铺设混凝土底座，在底座上放置预制的轨道板，两者之间预留3～5cm厚的空间，灌注水泥乳化沥青砂浆，固化后形成均匀的兼具刚性和弹性的充填垫层。水泥乳化沥青砂浆充填层是板式无砟轨道的关键组成部分，一方面充填板下空间、调整轨道施工误差，另一方面可使轨道具有合理的弹性。因此水泥乳化沥青砂浆充填层材料的使用对于提高列车高速行驶的安全性与舒适性均具有非常重要的作用。

目前，我国自主研发的水泥乳化沥青砂浆无砟轨道施工和使用中效果均较好。现行铁道部技术条件(科技基[2008]74号)要求施工时环境温度和砂浆温度均需大于5℃，但仅规定砂浆在温度(20±3)℃下养护24h的强度大于0.1MPa，对其他温度养护条件下的24h强度并未做出要求。我国冬季时环境温度普遍较低，不仅北方地区，即使是南方地区，也会出现连续10℃以下的气温，达不到现行技术条件标准养护温度(20±3)℃的下限17℃。在这样的低温养护条件下，砂浆达到0.1MPa的拆模时间必然延长；致使相关工装周转效率低下。为此，冬季水泥乳化砂浆施工时一般采取外搭暖棚，内生炉子、覆盖棉被并加上电热毯的增温保温方案。冬季搭棚生炉子有安全隐患，砂浆施工时野外供电也较困难。即使做了这些保温增温措施，在冬季野外环境也难以达到理想的养护温度水平，夜间气温过低时更难以确保砂浆24h达到0.1MPa的拆模强度。另外，上述增温保温措施也使冬季施工费用大幅增加，增加了施工单位负担。

无论是温暖地区砂浆，还是严寒地区砂浆，针对的只是硬化后的服役环境不同，其都要求砂浆在环境温度合适的条件下施工。如果在5～10℃的环境中施工，充填在轨道板下空间的砂浆长时间不能凝结固化，一方面拆模时间延长，同时还会导致轨道病害，如揭板表面起皮、中间气泡夹层、板与砂浆离缝等。现有技术对如何调节砂浆凝结硬化速度以及保证低温条件下的砂浆灌注质量研究较少。仅少数研究单位采用合成橡胶乳液、乙烯/醋酸乙烯共聚物乳液、或改性丙烯酸橡胶乳液等单一聚合物乳液对水泥乳化沥青砂浆进行性能改善。单一乳液的胶凝/破乳成膜主要依靠水泥水化的促进，本身并不能自发反应而固化。但是水泥在低温条件下的水化速度大幅降低，即使采用上述单一聚合物乳液改性，砂浆低温下的凝结硬化速度仍不理想，并不适合直接在低温环境养护条件下的施工。因此，有必要针对低温施工养护环境，对水泥乳化沥青砂浆凝结硬化做进一步的优化。

发明内容

针对上述问题，本发明的一个目的在于提供一种用于充填高速铁路板式无砟轨道板下空间的、凝结硬化时间可控的水泥乳化沥青砂浆。在5℃～10℃的低温环境下，该水泥乳化沥青砂浆含有的水性环氧乳液和水性环氧固化剂(双组份水性环氧)能在砂浆体系中快速形成立体网络结构，不仅缩短了砂浆凝结硬化的时间，而且可以防止气泡、沥青颗粒、水泥、砂粒等上浮或下沉形成病害，保证砂浆凝结硬化过程中的均质性，从而提高了水泥乳化沥青砂浆的环境适应性和后期使用耐久性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案。

一种凝结硬化时间可控的水泥乳化沥青砂浆，以重量份计，包括：水泥0.95～0.99份，乳化沥青0.35～1.8份，水性环氧乳液0.01～0.25份，水性环氧固化剂0.01～0.15份，砂1～2.5份，膨胀剂0.01～0.05份，水0～0.4份，消泡剂0.001～0.01份，引气剂0.005～0.01份，铝粉0.0001～0.0003份。

优选的，所述水泥乳化沥青砂浆，以重量份计，包括：水泥0.95～0.99份，乳化沥青1.2～1.6份，水性环氧乳液0.15～0.25份，水性环氧固化剂0.05～0.15份，砂1～2.5份，膨胀剂0.01～0.05份，水0～0.4份，消泡剂0.001～0.01份，引气剂0.005～0.01份，铝粉0.0001～0.0003份。

优选的，所述的水性环氧乳液选自牌号DDR331、GEM02、GEM03、AB-EP-44、AB-EP-47和AB-EP-51的水性环氧乳液中的一种或任意比例的多种。

优选的，所述水性环氧固化剂选自牌号GCA01、GCA02、AB-HGA或AB-HGT的水性环氧固化剂中的一种。