水泥乳化瀝青砂漿（CA砂漿）試驗(yàn)室儀器配置
水泥瀝青砂漿（cement asphalt mortar，簡(jiǎn)稱CA砂漿）是高速鐵路CRTS型板式無(wú)砟軌道的核心技術(shù)，是一種由水泥、乳化瀝青、細(xì)骨料、水和多種外加劑等原材料組成，經(jīng)水泥水化硬化與瀝青破乳膠結(jié)共同作用而形成的一種新型有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料。水泥瀝青砂漿是一種利用水泥吸水后水化加速乳化瀝青破乳，由水泥水化物和瀝青裹砂形成的立體網(wǎng)絡(luò)。它以乳化瀝青和水泥這兩種性質(zhì)差異很大的材料作為結(jié)合料，其剛度和強(qiáng)度比普通瀝青混凝土高，但是比水泥混凝土低。其特點(diǎn)在于剛?cè)岵?jì)，以柔性為主，兼具剛性。水泥瀝青砂漿填充于厚度約為50mm的軌道板與混凝土底座之間，作用是支承軌道板、緩沖高速列車荷載與減震等作用，其性能的好壞對(duì)板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的平順性、耐久性和列車運(yùn)行的舒適性與安全性以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本等有著重大影響。CA砂漿已逐漸成為板式無(wú)砟軌道道床材料的*選擇。
目前，我國(guó)使用的水泥瀝青砂漿有兩種，分別是用在CRTS I型板式無(wú)砟軌道上的CRTS I型CA砂漿和用在CRTS II型板式無(wú)砟軌道上的CRTS II型CA砂漿。
CRTS I型CA砂漿和CRTS II型CA砂漿的比較
砂漿類型 | 有機(jī)物含量 | 組成 | 乳化瀝青 | 性能特點(diǎn) |
CRTS I型 | 30% | 水泥和乳化瀝青的用量相當(dāng) | 陽(yáng)離子型 | 強(qiáng)度、彈性模量低；環(huán)境敏感度高 |
CRTS II型 | ≤15% | 以無(wú)機(jī)材料為主 | 陰離子型 | 強(qiáng)度彈性模量高；性能主要是水泥的基本特征 |
水泥瀝青砂漿的主要性能
水泥瀝青砂漿有三大性能：工作性能、力學(xué)性能和耐久性。其中工作性能的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在流動(dòng)度、擴(kuò)展度和可工作時(shí)間三個(gè)方面；力學(xué)性能則通過(guò)測(cè)量其抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和彈性模量來(lái)衡量；而評(píng)價(jià)耐久性的指標(biāo)是抗凍性和耐疲勞性能。
在工程應(yīng)用中，測(cè)試的內(nèi)容主要有：干料的擴(kuò)展度、干料的抗壓強(qiáng)度和水泥瀝青砂漿的膨脹率、擴(kuò)展度、流動(dòng)度、分離度、含氣量、力學(xué)性能、抗凍融性、抗疲勞性等性能。
水泥瀝青砂漿在我國(guó)的應(yīng)用情況
我國(guó)*條應(yīng)用CRTS I型CA砂漿的高速鐵路是在哈大線上，*條應(yīng)用CRTS II型CA砂漿的高速鐵路是京津城際客運(yùn)專線。目前，我國(guó)已建成和正在建設(shè)的京滬、武廣、鄭西、滬寧、寧杭等高速鐵路都將采用水泥瀝青砂漿。
雖然經(jīng)過(guò)在秦沈線、鄭西線、武廣線和京津城際等路段的鋪設(shè)實(shí)驗(yàn)，得出了一些具體的研究成果，取得了一定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。但是，總體來(lái)說(shuō)我國(guó)CA砂漿研究仍處于起步階段，在CA砂漿耐久性、力學(xué)性能等方面研究不足，更缺乏適合我國(guó)具體軌道環(huán)境的CA砂漿的性能指標(biāo)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)參與CA砂漿研制和技術(shù)開發(fā)單位總體不多，而且技術(shù)水平參差不齊，國(guó)內(nèi)CA砂漿設(shè)計(jì)技術(shù)和水平無(wú)論在理論研究還是實(shí)踐工程應(yīng)用都存在一定差距。因此，針對(duì)上面所提不足，應(yīng)該有針對(duì)性的對(duì)CA砂漿進(jìn)行更加深入的研究。
水泥瀝青砂漿的技術(shù)要求
CRTS I型CA砂漿的技術(shù)要求
序 號(hào) | 項(xiàng) 目 | 單 位 | 指標(biāo)要求 |
1 | 砂漿溫度 | ℃ | 5～40 |
2 | 流動(dòng)度 | s | 18～26 |
3 | 可工作時(shí)間 | min | ≥30 |
4 | 含氣量 | % | 8～12 |
5 | 表觀密度 | kg/m | > 1300 |
6 | 抗壓強(qiáng)度 | 1d | MPa | > 0.10 |
7d | > 0.70 |
28d | > 1.80 |
7 | 彈性模量（28d） | MPa | 100～300 |
8 | 材料分離度 | % | < 1.0 |
9 | 膨脹率 | % | 1.0～3.0 |
10 | 泛漿率 | % | 0 |
11 | 抗凍性 | 300次凍融循環(huán)試驗(yàn)后，相對(duì)動(dòng)彈模量不得小于60%，質(zhì)量損失率不得大于5%。 |
12 | 耐候性 | 無(wú)剝落、無(wú)開裂、相對(duì)抗壓強(qiáng)度不低于70%。 |
CRTS II型CA砂漿技術(shù)要求
序號(hào) | 項(xiàng)目 | 單位 | 性能指標(biāo)要求 |
1 | 拌合物溫度 | ℃ | 5～35 |
2 | 擴(kuò)展度 | / | D5≥280mm和t280≤16s
D30≥280mm和t280≤22s |
3 | 流動(dòng)度 | s | 80~120 |
4 | 分離度 | % | ≤3.0 |
5 | 含氣量 | % | ≤10.0 |
6 | 單位容積質(zhì)量 | kg/m | ≥1800 |
7 | 膨脹率 | % | 0～2.0 |
8 | 抗折強(qiáng)度 | MPa | 1d | ≥1.0 |
7d | ≥2.0 |
28d | ≥3.0 |
9 | 抗壓強(qiáng)度 | MPa | 1d | ≥2.0 |
7d | ≥10.0 |
28d | ≥15.0 |
10 | 彈性模量（28d） | MPa | 7000～10000 |
11 | 抗凍性（28d） | / | 外觀無(wú)異常，剝落量≤2000g/m，相對(duì)動(dòng)彈模量大于等于60% |
12 | 抗疲勞性（28d） | / | 10000次不斷裂 |
水泥乳化瀝青砂漿（CA砂漿）實(shí)驗(yàn)室儀器配置
序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 型 號(hào) | 主要參數(shù) | 報(bào)價(jià) |
1 | 秒表 | 504 | 機(jī)械，精度0.1秒 | 165 |
2 | 溫度計(jì) | TES-1310 | -50~150℃；分辨率0.1℃；數(shù)字式 | 260 |
3 | 深度卡尺 | 200 | 0~200mm | 150 |
4 | 數(shù)顯游標(biāo)卡尺 | 200 | 范圍0~200mm；讀數(shù)0.01mm | 180 |
5 | 凍融試驗(yàn)機(jī) | | 樣本規(guī)格：100×100×400mm，樣本中心溫度：-18℃~+5℃±2℃ | 38000 |
6 | 動(dòng)彈模量測(cè)定儀 | | 頻率：300Hz~25000Hz，針型接觸式 | 4200 |
7 | 電動(dòng)輕攪拌機(jī) | | 外形：300×260×800mm，無(wú)負(fù)荷回轉(zhuǎn)速度60~1200r/min，攪拌容量10L | 5500 |
8 | 篩子 | | JIS z8801 75，150，300，600um，1.18，2.36，4.75mm | 500 |
9 | 圓錐 | | | 30 |
10 | CA砂漿標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱 | JBY-40B | 控溫范圍0℃~100℃、控溫精度±0.5℃，濕度30%~98% | 4500 |
11 | 微機(jī)控制電子材料試驗(yàn)機(jī) | CMT6104 | 外形：620×460×1530；zui大試驗(yàn)力：10kN，試驗(yàn)寬度：340mm，拉伸空間：700mm | 28500 |
| CMT5504 | zui大試驗(yàn)力50KN | 38000 |
12 | 耐候試驗(yàn)機(jī) | | 照射溫度63±3℃，濕度30~70±5%，黑暗時(shí)槽內(nèi)溫度30±2℃，濕度95±5%，直徑960mm | 40000 |
13 | 中型攪拌機(jī) | | 容量23.6L，攪拌容量16L，無(wú)極變速，公轉(zhuǎn)30~150，自傳：r軸45~245，q軸105~566，用于混合試驗(yàn) | 9000 |
14 | 超聲波法非破壞試驗(yàn)儀 | | | 26000 |
15 | 凍融循環(huán)試驗(yàn)機(jī) | GDR3-9 | | 75000 |
16 | 流動(dòng)度測(cè)定儀 | 152x280x10mm | 銅板做 | 350 |
精鑄 | 1400 |
17 | 擴(kuò)展度測(cè)定義 | 50x190mm | 帶40x40mm玻璃板，標(biāo)尺 | 500 |
18 | 乳化瀝青水泥攪拌機(jī) | RSJ-5L | 乳化瀝青水泥適應(yīng)性攪拌 | 65000 |
19 | 含氣量測(cè)試儀 | B2030 | 仿德式直讀 | 4500 |
20 | 分離度試模 | 50x50mm | 鑄鐵 | 120 |
21 | PTFE片 | 150x150x2mm | 凍融實(shí)驗(yàn) | 50 |
22 | 聚乙稀試驗(yàn)袋 | | 泛漿率試驗(yàn) | 2 |
23 | 膨脹率量筒 | 250mL | 膨脹率試驗(yàn) | 15 |
24 | 量筒 | 1000mL | | 25 |
25 | CA砂漿超聲洗浴 | Xy-10l | | 5000 |
26 | 超聲傳播時(shí)間測(cè)量裝置 | | | 3000 |
27 | CA砂漿石墨片 | 100x100x2mm | 抗疲勞試驗(yàn) | 50 |
28 | 分離度試模 | 50x50mm | 有機(jī)玻璃帶割縫 | 30 |
29 | CA砂漿J形漏斗 | 70x420x10mm | 銅板做 | 400 |
銅精鑄 | 950 |
30 | 凍融試驗(yàn)容器 | 250x200x12 | | 300 |
