配合比對(duì)CA砂漿抗壓強(qiáng)度的影響研究

邵志強(qiáng) 何松林 柳 琴 黃東源 陳慶佳

（桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院，廣西 桂林 541000）

0 引言

水泥乳化瀝青砂漿主要由四種材料組成：其一是水泥；其二是砂石；其三是乳化瀝青；其四是水，在特殊場(chǎng)合中還需要加入多種添加劑，攪拌均勻之后形成有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合砂漿。水泥乳化瀝青主要應(yīng)用在兩個(gè)方面：一個(gè)是高鐵CRTSI 的填充材料；另一個(gè)是II 型板式無(wú)砟軌道的填充材料，水泥乳化瀝青砂漿不僅可以強(qiáng)化板式軌道彈性功能，還可以起到良好的減震作用。水泥乳化瀝青砂漿的抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)通常不會(huì)發(fā)生太大的變化，抗壓強(qiáng)度是水泥基材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)力學(xué)特征的重要體現(xiàn)。本文使用正交試驗(yàn)的方法研究探討各種成分與CA 砂漿抗壓強(qiáng)度之間的內(nèi)在聯(lián)系。并CA 砂漿28d 抗壓強(qiáng)度為依據(jù)，參考極差數(shù)值對(duì)各因素的影響程度實(shí)施科學(xué)地排序，隨著極差數(shù)值的提高，說(shuō)明這個(gè)因素對(duì)CA 砂漿抗壓強(qiáng)度的影響越明顯；否則說(shuō)明該因素對(duì)CA 砂漿抗壓強(qiáng)度的影響作用越小。

1 試驗(yàn)條件

1.1 CA 砂漿的原材料

1.1.1 干料

安徽中鐵工程材料科技有限公司生產(chǎn)的水泥乳化瀝青砂漿專用干料,其中水泥含量為37.5%，28d 實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度為40.85MPa。干料的主要性能指標(biāo)見表1。

表1 干料的主要性能指標(biāo)

1.1.2 乳化瀝青

殼牌(天津)公司產(chǎn)陽(yáng)離子乳化瀝青,其中瀝青的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%。乳化瀝青主要性能檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 乳化瀝青主要性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

1.1.3 消泡劑

河南省道純化工技術(shù)有限公司生產(chǎn)的有機(jī)硅類消泡劑,溶液濃度為25%。

1.1.4 水

飲用自來(lái)水。

1.2 試驗(yàn)方法

本文CA 砂漿參照《客運(yùn)專線鐵路CRTS 型板式無(wú)砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術(shù)條件》的要求進(jìn)行研制。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 水泥、乳化瀝青、砂及外加劑對(duì)CA 砂漿抗壓強(qiáng)度的影響

高鐵工程中使用的CA 砂漿主要由四部分組成：第一是乳化瀝青；第二是水泥；第三是砂石；第四是水，此外還需要加入適量的添加劑，各種物料的配比對(duì)CA 砂漿的抗壓強(qiáng)度有著不可忽視地影響。本文使用正交試驗(yàn)法來(lái)研究探討各種成分與CA 砂漿抗壓強(qiáng)度之間的影響規(guī)律，正交試驗(yàn)因素水平如表3所示：以CA 砂漿28d抗壓強(qiáng)度為研究重點(diǎn)，參考極差數(shù)值對(duì)各因素的影響程度實(shí)施科學(xué)地排序，最終結(jié)果如圖4所示：隨著極差數(shù)值的提高，說(shuō)明這個(gè)因素對(duì)CA 砂漿抗壓強(qiáng)度的影響越明顯；否則說(shuō)明該因素對(duì)CA 砂漿抗壓強(qiáng)度的影響作用越小。CA 砂漿主要由四部分組成：第一是乳化瀝青；第二是水泥；第三是砂石；第四是水，各種物料的配比對(duì)CA 砂漿的抗壓強(qiáng)度有著不可忽視地影響。如果在同一個(gè)正交試驗(yàn)中，把所有的材料都配齊，就難以得出最佳配比，所以本文選取水泥、砂石、乳化瀝青等三種材料，分析探討各種材料對(duì)CA 砂漿抗壓強(qiáng)度的影響機(jī)理，并計(jì)算出合適的配比。

表3 正交試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)因素水平kg/m3

表4 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及極差分析

對(duì)表4數(shù)據(jù)進(jìn)行分析探討可以發(fā)現(xiàn)：水泥對(duì)CA砂漿抗壓強(qiáng)度的影響最為明顯，接下來(lái)是乳化瀝青，砂石對(duì)CA 砂漿抗壓強(qiáng)度的影響作用最小。當(dāng)砂在375—525 kg/m3范圍內(nèi)變化時(shí)對(duì)CA 砂漿抗壓強(qiáng)度影響不大；當(dāng)水泥用量減少，抗壓強(qiáng)度降低；當(dāng)乳化瀝青用量增加時(shí)，抗壓強(qiáng)度減小。

3 結(jié)論

論文圍繞乳化瀝青水泥砂漿的組成和性能進(jìn)行了針對(duì)性的試驗(yàn)研究工作，通過(guò)對(duì)CA 砂漿的配合比試驗(yàn)研究和系統(tǒng)研究，得出的主要結(jié)論如下:

(1)闡述了乳化瀝青摻量對(duì)CA 砂漿抗壓強(qiáng)度的影響、CA 砂漿抗壓強(qiáng)度的發(fā)展規(guī)律。為今后的研究奠定了理論基礎(chǔ)。

(2)結(jié)合現(xiàn)有的試驗(yàn)條件，采用主要性能指標(biāo)合理的乳化瀝青，通過(guò)配合比設(shè)計(jì)，進(jìn)行了大量的乳化瀝青水泥砂漿配合比試驗(yàn)，結(jié)果表明:水泥對(duì)CA 砂漿抗壓強(qiáng)度影響最大，乳化瀝青其次，砂對(duì)抗壓強(qiáng)度沒(méi)有顯著效果。當(dāng)砂在375—525 kg/m3范圍內(nèi)變化時(shí)對(duì)CA 砂漿抗壓強(qiáng)度影響不大；當(dāng)水泥用量減少，抗壓強(qiáng)度降低；當(dāng)乳化瀝青用量增加時(shí)，抗壓強(qiáng)度減小。

(3)通過(guò)各原材料摻量對(duì)CA 砂漿進(jìn)行性能試驗(yàn)，找出各摻量對(duì)CA 砂漿各項(xiàng)性能的影響規(guī)律，達(dá)到了改善CA 砂漿性能的目的。

通過(guò)對(duì)CA 砂漿的配合比的研究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明,該型配合比在各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)良好，但仍有許多不足之處，還需要進(jìn)行專題研究。同時(shí)還需要我們?cè)诠こ虒?shí)踐中進(jìn)一步完善,在該階段性的研究結(jié)果上得到更優(yōu)質(zhì)的配合比。