TS-A型道釘錨固劑的試驗(yàn)研究

佟春雙 王文學(xué) 杜長(zhǎng)安 畢萬(wàn)利 李 晶

(1沈陽(yáng)鐵路局小屯軌枕水泥廠，遼寧 遼陽(yáng) 111201；2遼寧科技大學(xué)，遼寧 鞍山 114000)

TS-A型道釘錨固劑是以硫鋁酸鹽水泥及級(jí)配砂為主要材料，復(fù)合多種功能組分經(jīng)均化處理制成具有超塑化、超早強(qiáng)、緩凝、快硬、穩(wěn)定、高強(qiáng)、憎水、微膨脹、電絕緣性好等優(yōu)異性能的螺旋道釘錨固產(chǎn)品。該錨固劑克服了傳統(tǒng)硫磺錨固砂漿污染環(huán)境、作業(yè)溫度高、施工作業(yè)效率低、危害施工人員健康等缺點(diǎn)。2013年9月經(jīng)鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心鐵道建筑檢驗(yàn)站檢測(cè)該錨固劑符合此類產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到實(shí)用的要求。

1 原材料和試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)用原材料

1)水泥：唐山北極熊52.5級(jí)硫鋁酸鹽水泥、大連小野田52.5R硅酸鹽水泥；

2)石英砂：A(20-40目)，本溪通遠(yuǎn)堡；B(40-70目)，本溪通遠(yuǎn)堡；

3)硅灰：挪威艾肯；

4)改性劑：HT-A型，遼陽(yáng)恒通道路新材料有限公司；

5)水：自來(lái)水

1.2 試驗(yàn)方法

1)流動(dòng)度及強(qiáng)度的測(cè)定：《水泥基灌漿材料》JC/T986-2005。

2)潮濕絕緣性能的測(cè)定：鐵道部文件(65)鐵技會(huì)字第652號(hào) 《關(guān)于試行混凝土軌枕電氣絕緣指標(biāo)的決定》附件規(guī)定的方法。

3)抗拔力的測(cè)定：《混凝土軌枕螺紋道釘硫磺錨固強(qiáng)度檢測(cè)方法(試行)》。

4)疲勞試驗(yàn)：《扣件組裝疲勞試驗(yàn)方法》TB/T2491-94。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)配合比的確定

本試驗(yàn)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及同類產(chǎn)品的常用配比，通過(guò)骨料級(jí)配和專用改性劑的優(yōu)化配置確定基本配合比如下：

硫鋁酸鹽水泥：硅酸鹽水泥：膨脹劑：硅粉：級(jí)配砂 ：改性劑 =40：5：5：5：45：x。

2.2 骨料級(jí)配對(duì)錨固劑性能的影響

本試驗(yàn)中采用兩種不同粒徑的優(yōu)質(zhì)石英砂作為骨料制備錨固劑，石英砂A為20～40目，粒徑為0.64～1.27mm，石英砂B為40～70目粒徑為0.36～0.64mm，通過(guò)改變A與B的質(zhì)量比，研究不同的骨料級(jí)配對(duì)砂漿流動(dòng)性和強(qiáng)度的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1 骨料級(jí)配對(duì)砂漿性能的影響(水料比=0.135:1)

從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，骨料的級(jí)配對(duì)錨固劑的流動(dòng)性及強(qiáng)度影響很大。石英砂A相對(duì)石英砂B粒徑大，A所摻比例越大，砂漿的工作性能越優(yōu)良，15分鐘后的流動(dòng)性也越大，但強(qiáng)度會(huì)有所降低。當(dāng)A：B=7：3時(shí)，砂漿的流動(dòng)性及強(qiáng)度比較適用。

2.3 改性劑摻量對(duì)錨固劑性能的影響

為獲得高強(qiáng)早強(qiáng)、高工作性、良好的潮濕電絕緣性的優(yōu)良性能，必須在經(jīng)濟(jì)合理的前提下對(duì)錨固劑進(jìn)行改性處理。本試驗(yàn)選用遼陽(yáng)恒通道路新材料有限公司生產(chǎn)的HT-A型改性劑對(duì)其進(jìn)行改性處理，以外摻的方式在體系中使用，在不同摻量的情況下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表2。

從表2中可見(jiàn)，1%摻量能較好的滿足指定性能。因此采用1%摻量作為定型產(chǎn)品，即TS-A型。

2.4 錨固劑的優(yōu)化配比

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)TS-A型錨固劑的配比進(jìn)行優(yōu)化，如表3所示。同時(shí)分析了不同的水料比對(duì)錨固劑的流動(dòng)性及強(qiáng)度的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖1～圖4。

表2 改性劑摻量對(duì)錨固劑性能的影響

表3 TS-A型錨固劑的優(yōu)化配比

圖2 水料比對(duì)錨固劑抗壓強(qiáng)度的影響

圖3 水料比對(duì)錨固劑抗折強(qiáng)度的影響

圖4 水料比對(duì)錨固劑潮濕絕緣電阻的影響

從圖1～4中可以看出，TS-A型錨固劑具有優(yōu)秀的工作性能和較高的強(qiáng)度以及較好的潮濕絕緣性能。水料比對(duì)該錨固劑的性能影響較大，其流動(dòng)性能與水料比成正比，但在大于14%時(shí)會(huì)產(chǎn)生泌水與離析，小于13%時(shí)不能滿足要求；其各齡期強(qiáng)度隨水料比增加呈下降趨勢(shì)，在15%以下可滿足設(shè)計(jì)要求；其各齡期潮濕絕緣電阻隨水料比增加呈迅速減小趨勢(shì)，但在14%以下均可滿足要求。綜合考慮TS-A型工作性能和各齡期抗壓與抗折強(qiáng)度以及潮濕絕緣性能在水料比為13%～14%時(shí)可達(dá)到最佳性能。為此，以13%水料比將TS-A型道釘錨固劑送鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心鐵道建筑檢驗(yàn)站按《混凝土軌枕螺紋道釘硫磺錨固強(qiáng)度檢測(cè)方法(試行)》進(jìn)行檢測(cè)，符合其相關(guān)規(guī)定。其結(jié)果如表4。

表4 檢測(cè)結(jié)果 溫度：18～28℃

3 結(jié)論

1)通過(guò)改善骨料級(jí)配和多種外加劑的調(diào)試以及增強(qiáng)組分的優(yōu)化配置，研制出的據(jù)有良好工作性、耐久性、超早強(qiáng)以及滿足鐵路使用要求的錨固劑可以替換硫磺道釘錨固劑。

2)TS-A道釘錨固劑初始流動(dòng)度可達(dá)350mm，硬化漿體強(qiáng)度高，2h強(qiáng)度達(dá)40MPa，24h抗折強(qiáng)度達(dá)11.5MPa，潮濕絕緣性能滿足鐵路工程需要，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

3)TS-A型道釘錨固劑對(duì)水料比較敏感，應(yīng)用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，該產(chǎn)品的最佳水料比應(yīng)為13%～14%。

[1]呂關(guān)仁，黃翠，亓良樹(shù).DB型螺旋道釘錨固劑的研究與應(yīng)用[J].鐵道建筑，2009，(12):111-112.

[2]鐵道部.TB/Z5-76螺旋道釘硫磺錨固及絕緣防銹涂料[S].

[3]混凝土軌枕螺紋道釘硫磺錨固強(qiáng)度檢測(cè)方法(試行)

[4]鐵道部文件(65)鐵技會(huì)字第652號(hào)關(guān)于試行混凝土軌枕線路電器絕緣指標(biāo)的決定[z].

[5]袁遂林.混凝土軌枕冷施工錨固材料研究與應(yīng)用[J].鐵道建筑 ，2012.(6)：126-127.