施工工裝對(duì)CRTSⅠ型砂漿性能的影響

李洪剛，劉 鑫，李海燕，吳韶亮

(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所，北京 100081)

在灌注水泥乳化瀝青砂漿前，應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、施工環(huán)境與施工條件事先設(shè)計(jì)初步灌注方案，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)尺寸灌注試驗(yàn)，然后揭板檢查灌注情況，從而確定砂漿灌注工藝［1］。本文從工裝設(shè)備角度淺談進(jìn)行工藝性試驗(yàn)的必要性。

1 攪拌機(jī)具

1.1 砂漿攪拌車的分類

按照攪拌形式可分兩大類:一是源于德國(guó)BZ砂漿的行星式，一是源于日本CA砂漿的主軸立式(圖1)。其中，行星式又分為適合于鐵科院A配方的主攪拌槳七層槳葉式和適合于中南大學(xué)B配方的主攪拌槳四層槳葉式(圖2)。按照走形環(huán)境可分為線下走形式和線上走形式(圖3)，通聯(lián)重工、邯鄲機(jī)械砂漿車兼具線上走形和線下走形兩種功能，線上走形特別適合高橋、長(zhǎng)橋、隧道的施工，可以顯著降低吊裝、運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁?，能大幅度地提高施工效率。按照生產(chǎn)廠家可分為三一重工、南方路基、通聯(lián)重工、中聯(lián)重科、中鐵四局、邯鄲機(jī)械等。前兩家為行星式，后四家為主軸立式。

圖1 兩種攪拌形式

1.2 砂漿攪拌車對(duì)砂漿配合比、砂漿性能的影響

1.2.1 不同攪拌形式(見表1)

1.2.2 不同主攪拌槳形式(見表2)

1.2.3 不同廠家攪拌車(見表3)

相同攪拌形式、不同廠家的攪拌車在主副攪拌槳尺寸及偏移角度、干料輸送螺旋的進(jìn)料速度、選取的主電機(jī)功率、攪拌缶尺寸等方面存在差異，這些都將直接影響配合比和砂漿性能。

1.2.4 相同廠家、不同型號(hào)攪拌車(見表4)

2 灌注機(jī)具

灌注壓力直接影響充填層飽滿度。如果壓力不夠，將造成充填層四角不飽滿，如果壓力過大，短時(shí)間內(nèi)將引起砂漿泌水量大，造成充填層飽滿度不滿足要求［2-3］。

灌注壓力對(duì)灌注袋中氣體的順利排出也有重要影響。如果壓力不夠，袋子中的氣體不能被及時(shí)趕出，砂漿中就會(huì)裹入較多氣泡，砂漿硬化后在砂漿表面或者內(nèi)部容易形成氣孔或是連通的氣泡夾層［4-5］。連通的氣泡夾層在表面會(huì)形成砂漿皮層，在內(nèi)部會(huì)形成分層(見圖4)。

圖2 主攪拌槳不同層數(shù)

圖3 兩種走形環(huán)境

表1 不同攪拌形式工藝性試驗(yàn)結(jié)果(滬寧Ⅴ標(biāo)中鐵十九局)

表2 不同主攪拌槳形式工藝性試驗(yàn)結(jié)果(滬寧Ⅶ標(biāo)一工區(qū)中交一公局)

表3 不同廠家攪拌車工藝性試驗(yàn)結(jié)果(滬寧)

表4 相同廠家、不同型號(hào)攪拌車工藝性試驗(yàn)結(jié)果(哈大客專中交路建)

灌注壓力在很大程度上是由灌注機(jī)具——灌注漏斗的高度和出漿口孔徑?jīng)Q定的，灌注漏斗的高度和孔徑也直接影響到灌注速度的有效控制。經(jīng)過大量的工程實(shí)踐，圖5所示灌注漏斗的灌注效果很好。

圖4 砂漿皮層和分層現(xiàn)象

圖5 灌注漏斗結(jié)構(gòu)示意(單位:cm)

3 砂漿灌注袋

3.1 出水時(shí)間

砂漿灌注后，必須排出砂漿中多余的游離水才能保證砂漿的性能。不同廠家、不同批次的砂漿灌注袋由于原材料和加工工藝不同造成在出水時(shí)間上有明顯差異，需要通過試驗(yàn)選用適合自身配方體系的砂漿灌注袋。大量的工程實(shí)踐證明，出水的快慢并不直接影響砂漿的力學(xué)性能，但是會(huì)直接影響砂漿成型后的飽滿度。因?yàn)槿粼谏皾{具有良好工作性能時(shí)把多余的游離水排出，就可以通過擠漿工藝用砂漿來補(bǔ)充出水造成的幾何尺寸損失，從而保證砂漿成型后的飽滿度;反之，即使強(qiáng)制擠漿滿足了砂漿成型后的飽滿度，也容易造成砂漿成型后的分層等病害。

3.2 出水顏色

砂漿灌注后出水通常呈無色透明、淡黃色透明、黑褐色和黑色。不同的顏色主要由出水的快慢決定。如果短時(shí)間內(nèi)有大量的水集中泌出，水的顏色就較深，反之較淺，但是純黑色的水就極有可能是灌注袋的質(zhì)量存在缺陷，造成了瀝青顆粒的析出。大量的工程實(shí)踐證明，從整體看清中泛黃是正常的顏色。

3.3 砂漿褶皺

砂漿成型后的褶皺主要是由于灌注速度不均勻、砂漿流動(dòng)性能不好、灌注袋本身存在死褶、灌注袋材質(zhì)不均造成的。

3.4 揭板效果

不同材質(zhì)的砂漿灌注袋，對(duì)砂漿揭板的表面狀態(tài)影響很明顯。這主要是由于粗糙程度不同的灌注袋材料與砂漿結(jié)合力不同所致。有些灌注袋表面質(zhì)地堅(jiān)硬、光滑，有些表面柔軟、粗糙，因此造成揭板時(shí)不同的表面效果。一般情況下，表面質(zhì)地堅(jiān)硬、光滑的灌注袋揭板效果較好。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，各施工單位要根據(jù)所選配方、施工工況、環(huán)境條件選擇合適的攪拌車、灌注機(jī)具和灌注袋，這些必須通過工藝性試驗(yàn)具體確定，所以在正式上道施工前必須進(jìn)行針對(duì)性的工藝性試驗(yàn)。

［1］ 鐵道部科學(xué)技術(shù)司．科技基［2008］74號(hào) 客運(yùn)專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術(shù)條件［S］．北京:中國(guó)鐵道出版社，2008．

［2］ 敖長(zhǎng)江，殷曉夫，伍杰源．保證CRTSⅠ型軌道板CA砂漿充填層灌注質(zhì)量的施工技術(shù)［J］．施工技術(shù)，2010，39(增刊):319-321．

［3］ 楊德軍．CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿施工技術(shù)［J］．鐵道建筑，2010(1):42-44．

［4］ 趙勇．CA砂漿配制的工藝試驗(yàn)研究［J］．鐵道建筑，2010(8):128-129．

［5］ 徐靜，張勇，張小冬，等．CA砂漿強(qiáng)度的影響因素及作用機(jī)理研究［J］．鐵道建筑，2010(9):134-138．