一種確定crtsⅰ型ca砂漿瀝青膜厚度的試驗方法

2023-12-03 18:06:36 2

一種確定crtsⅰ型ca砂漿瀝青膜厚度的試驗方法
【專利摘要】本發明公開了一種確定CRTSⅠ型CA砂漿瀝青膜厚度的試驗方法，採用試驗結合理論計算的方法確定CRTSⅠ型CA砂漿的瀝青膜厚度。CA砂漿固化體從體積組成上包括瀝青、水泥水化顆粒、砂及孔隙的體積。依據CA砂漿固化體的體積組成關係，要確定瀝青膜的厚度，需要首先確定CA砂漿固化體中水泥水化產物顆粒的平均粒徑、砂的平均粒徑及孔隙的大小(平均粒徑)和孔隙率。本發明在計算瀝青膜厚度時充分考慮了CA砂漿固化體的體積組成關係：通過篩分試驗得到砂的粒徑組成；通過雷射粒度分析試驗得到了水泥水化產物的粒徑組成；通過壓汞試驗得到CA砂漿固化體中的孔隙組成。在此基礎上採用本方法可以準確的計算出CA砂漿中瀝青膜厚度。
【專利說明】—種確定CRTS I型CA砂漿瀝青膜厚度的試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高速鐵路CRTS I型無砟軌道墊層水泥浙青砂漿浙青膜厚度的試驗方法。
【背景技術】
[0002]水泥浙青砂眾(cement asphalt mortar簡稱CA砂眾)是由水泥、浙青乳液、砂及多種外加劑膠結固化形成的新型有機無機複合材料，在高速鐵路無碴軌道結構中，起到支撐、調節和減振三方面的重要作用。高速鐵路無碴軌道如圖1所示。 [0003]我國使用的CRTS型無砟軌道主要分為CRTSI型與CRTSII型兩種類型，現階段的研究成果表明CRTSI型無砟軌道用CA砂漿(浙青水泥質量比Α/C介於1.4至1.6)其細觀結構與浙青混合料類似，即為無機顆粒(水泥水化產物與石英砂)分散於浙青中。對於此類浙青基材料而言，無機顆粒間浙青膜層的厚度在很大程度上決定了材料本身的抗壓強度、彈性模量等力學特性。同時由於浙青為憎水材料，浙青膜的厚度很大程度上決定了 CA砂漿抵抗水滲透的能力，而水對材料的滲透又是凍融破壞、鹽溶液侵蝕等材料耐久性問題出現的根本原因，因此浙青膜的厚度同時也與CA砂漿的耐久性有很大的相關性。在現階段的工程實踐及科研中沒有相關的試驗可以直接測得CRTSI型CA砂漿的浙青膜厚度，而由於水泥顆粒經過水化作用後會使得其粒徑變大，因此也不能直接從理論計算角度計算CA砂漿固化體系的浙青膜厚度。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種CRTS I型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，採用試驗結合理論計算的方法確定了浙青膜厚度這一重要的CA砂漿細觀結構參數。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種CRTS I型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，採用試驗結合理論計算的方法確定CRTS I型CA砂漿的浙青膜厚度。CA砂漿固化體從體積組面上包括浙青、水泥水化顆粒、砂及孔隙的體積，其體積組成如圖2所示。依據CA砂漿固化體的體積組成關係，要確定浙青膜的厚度，需要首先確定CA砂漿固化體中水泥水化產物顆粒的平均粒徑、砂的平均粒徑及孔隙的大小(平均粒徑)和孔隙率。CA砂漿中浙青膜厚度確定的具體步驟如下:
[0007]一、砂平均粒徑
[0008]取500g工程中使用的砂，採用標準篩分試驗確定砂級配。由於工程用CA砂漿中砂的主要級配範圍為0.6mm以下，因此僅考慮三檔粒徑對砂粒徑的影響，分別為0-0.15mm,
0.15-0.3mm, 0.3tm-0.6mm。通過篩分試驗得到以上三檔粒徑的含量分別為Hi1, m2, m3。計算
砂的平均粒徑4 (cm):
[0009]ds = (0.01125/?/, + 0.0225/h, + 0.045/";)/500。
[0010]公式中，mr0.15mm以下砂的質量(g) ；m2 _ &15-0.3mm範圍內砂的質量(g);m3一0.3-0.6mm範圍內砂的質量(g)。
[0011]二、水泥水化產物的質量及顆粒平均粒徑
[0012]採用CA砂漿施工用配合比澆築CA膠漿(不含砂)7.07cm X 7.07cm X 7.07cm試件，在20°C、60%相對溼度條件下養生56天後從試件中間處截斷試件，在截面處取30g膠漿樣本並稱量質量ma。將樣本浸泡於三氯乙烯溶液中，浸泡15分鐘後使用過濾裝置過濾。浸泡和過濾過程重複至過濾後的顆粒表面無黑色液體殘留，此時風乾水泥水化產物顆粒試樣並稱量質量m。。以無水乙醇為分散介質，將所得到的水泥水化產物顆粒進行雷射粒度分析試驗，得到水泥水化產物顆粒的粒徑分布。
[0013]計算水泥水化產物與浙青質量比μ:
【權利要求】
1.一種確定CRTS I型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，其特徵在於所述方法採用試驗結合理論計算的方法確定CRTS I型CA砂漿的浙青膜厚度，具體步驟如下: 一、砂平均粒徑 取500g工程中使用的砂，通過標準篩分試驗得到0-0.15mm、0.15-0.3mm、0.3mm-0.6mm三檔粒徑的含量，計算砂的平均粒徑< (cm)； 二、水泥水化產物的質量及顆粒平均粒徑 採用CA砂漿施工用配合比澆築不含砂的CA膠漿7.07cmX7.07cmX7.07cm試件，在20°C、60%相對溼度條件下養生56天後從試件中間處截斷試件，在截面處取30g膠漿樣本並稱量質量叫；將樣本浸泡於三氯乙烯溶液中，浸泡15分鐘後使用過濾裝置過濾，浸泡和過濾過程重複至過濾後的顆粒表面無黑色液體殘留，此時風乾水泥水化產物顆粒試樣並稱量質量me ;以無水乙醇為分散介質，將所得到的水泥水化產物顆粒進行雷射粒度分析試驗，得到水泥水化產物顆粒的粒徑分布； 三、孔隙率及孔隙平均粒徑 採用CA砂漿施工用配合比澆築CA砂漿7.07cmX 7.07cmX 7.07cm試件，在20°C、60%相對溼度條件下養生56天後從試件中間處截斷試件，在截面處取30g膠漿樣本；在室溫20°C以下時對樣本採用MIP壓汞試驗測試1000Onm以上孔隙的孔隙平均粒徑及孔隙率； 四、砂、水泥水化產物顆粒及孔隙比表面積 將CA砂漿中的砂、水泥水化產物及孔隙均看作球體，分別計算砂、水泥水化產物和孔隙的比表面積； 五、CA砂漿表觀密度 取養生56d的7.07cm X 7.07cm X 7.07cm立方體CA砂漿試件稱量其質量mQ (g)，然後將試件完全浸入水中，稱其水中的質量Hi1 (g)，計算CA砂漿的表觀密度P a，此試驗重複3次，取平均值為有效表觀密度； 六、計算浙青膜厚度:
2.根據權利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，其特徵在於所述砂的平均粒徑^的計算公式如下:
3.根據權利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，其特徵在於孔隙率α的計算公式如下:
4.根據權利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，其特徵在於所述孔隙平均粒徑&的計算公式如下:
5.根據權利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，其特徵在於所述砂、水泥水化產物和孔隙的比表面積的計算公式如下:
6.根據權利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，其特徵在於所述CA砂漿表觀密度P a的計算公式如下:
7.根據權利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，其特徵在於所述CA砂漿固化體單位體積內水泥水化產物的質量MJg)的計算公式如下:.//(1-ω)α
8.根據權利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，其特徵在於所述CA砂楽;固化體單位體積內浙青的質量Ma(g)的計算公式如下:
9.根據權利要求1所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，其特徵在於所述CA砂漿固化體單位體積內砂的質量Ms (g)
10.根據權利要求7、8或9所述的確定CRTSI型CA砂漿浙青膜厚度的試驗方法，其特徵在於所述水泥水化產物與浙青質量比μ的計算公式如下:
【文檔編號】G01B21/08GK103940396SQ201410152982
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月16日 優先權日:2014年4月16日
【發明者】李雲良, 王山山, 趙九野, 歐陽劍, 紀倫, 譚憶秋 申請人:哈爾濱工業大學