CA砂浆配制与灌注施工..docx
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CA砂浆配制与灌注
1CA砂浆的配合比与质量标准
A.CA砂浆的配合比
无碴轨道结构中的CA砂浆，是具有一定程度弹性的填充材料，其性能和施工质量直接影响板式轨道的耐久性。
CA砂浆标准配合比见表1。
表1 CA砂浆标准配合比（1m3）
混合种类
沥青A乳剂
（kg）
沥青P乳剂
（kg）
水
（kg）
细骨料
（kg）
早强水泥
（kg）
混合材料
（kg）
铝粉
（g）
消泡剂
（g）
AE剂
（kg）
496
－
78以下
620
279
31
40
155
7.8
B.质量标准
表2 CA砂浆的质量标准
序
项目
单位
日本指标
1
抗压强度
1d/7d/28d
MPa
>0.1/>0.7/>1.8
2
弹性模量
MPa
100～300
3
砂浆温度
℃
5～30
4
流动度
秒
18～26
5
可工作时间
分
≥30
6
含气量
%
8～12
7
单位容积质量
kg/m3
>1300
8
膨胀率/材料分离度/泛浆率
%
1～3/<3/0
9
抗冻性
300次冻融循环试验后，相对动弹模量不得小于
60%，质量损失率不得小于5%。
试验段位于温暖地区，本指标可不作考虑。
10
耐候性
外观无异常，相对抗折强度不低于100%。
2原材料技术要求与储存保管
A.原材料的技术要求
a.CA砂浆原材料中，沥青A乳剂采用日本进口方式。
其余材料参
17
照JSCE（日本土木学会标准）、JIS（日本工业标准规格），并在日方技术人员的指导下在国内进行生产、采购、检验工作。
b.水泥采用符合日本工业规格（JIS R5210）和GB175的早强硅酸盐水泥。
水泥应新鲜，贮存时间不应超过1个月。
c.沥青A乳剂、混和材料、AE剂、消泡剂等材料均应在使用前进行检验，合格后方可使用。
d.所用水采用饮用水。
沥青A乳剂、混和材料、AE剂和消泡剂等应出具检验结果、规格证明等。
e.细骨料通过2.5mm筛子的应在95%以上，其细度模数是在1.4～2.2
范围内的干燥硅砂，含水量≤1％，并在使用前得到许可。
f.应采用鳞片状铝粉，使用前须进行检验。
B.各种原材料主要作用
a.水泥、砂
水泥及砂主要为CA砂浆提供一定的强度。
b.沥青A乳剂
沥青A乳剂主要为CA砂浆提供一定的弹性，同时其内部的水参加水泥的水化反应。
c.混合料
混合料加入用以补偿CA砂浆的凝结固化时的收缩，同时使CA砂浆的组织细密。
d.消泡剂
消泡剂用于消除拌和初期CA砂浆内的大气泡。
e.引气剂
引气剂引入定量的微小气泡。
f.铝粉
铝粉使CA砂浆初期产生膨胀，达到与轨道板密贴的效果。
C.材料存储方法
储存方法
材料名称
表3不同材料存储方法表
沥青A乳剂
在平坦处设置2个乳剂箱（10t）
水泥・混合材料
建立面积约为40m2仓库，地面进行防潮处理，材料架空放置。
细骨料
地面采用砂浆硬化，并搭设防雨棚。
ＡＥ溶剂
罐装，容积为200升或18升，保存在水泥仓库。
消泡剂
每1升独立包装，保存在水泥仓库。
铝粉
每500g密封包装，保存在水泥仓库，避免与空气接触，特别注意防潮。
3CA砂浆试验
为了确保CA砂浆施工过程保持质量稳定，在施工中要对以下内容进行试验和确认，并记录结果。
其试验项目及方法如下：
流动度（流动时间测量）
CA砂浆的流动时间，是根据日本铁道建设·运输设施整理支援机构所认可的J10负荷进行检测的，如图1所示。
Φ70
450
420
30
单位：
mmΦ10
图1 J10负荷试验
含气量
把采集的样品（未凝固的CA砂浆）放入三角长颈的规定容器中，计量容积中样品的重量，求单位容积质量。
含气量计算公式如下：
含气量（％）＝理论容积质量-实测容积质量×100
理论容积质量
其中：
理论容积质量＝ 各材料的质量总和
各材料的（质量/比重）的总和
A.强度
CA砂浆抗压强度试验采用“单轴压缩法”进行。
将经过流动度试
验的砂浆注入φ50mm×50mm的圆柱体模型内，做成如下图所示的试件。
在试件达到龄期（1d、7d、28d）后，测量试样承压面的尺寸，准确至0.02mm，取3次平均值；利用压力试验机以每分钟试件变形0.5mm加载速率,匀速加载，当压力不再上升时停止加载，其压力最大值即为该试
件在各龄期时的抗压强度。
试件Φ50mm
50mm
每次试验取三个试件，三个试件强度的算术平均值作为该组试件的强度。
图2 强度试验用试件
每组试件共6个，分别测量1天、7天、28天的强度。
试件养生条件为20±2℃、RH65±5%。
B.泛浆
将CA砂浆采集到聚乙烯袋内，24小时之后目视观察是否泛浆及材料分离。
C.膨胀率
每天一次，把灌注前的CA砂浆用量筒取样250ml，如图4.4.6-3所示。
用游标卡尺测量从玻璃板到CA砂浆表面的深度H0，24小时后再测量深度H24，根据结果通过下面的方程式算出膨胀率。
膨胀率（％）＝0.000314（H0－H24）・D2
H
卡尺
玻璃板
H
250ml量筒
CA砂浆
其中：
D＝量筒的内径（mm）
图3 膨胀率试验
H0＝抽样调查之后的试件表面深度（mm）
H24＝24小时后的试件表面深度（mm）
D.弹性模量
弹性模量试验方法与抗压强度基本相同，试件为φ50mm×50mm的圆柱体，利用压力试验机以每分钟0.5mm加载速率,匀速加载,加载至抗压强度的1/3后开始卸载，卸载速度与加载速度相同，如此重复三次试验，以第四次加载曲线的数据计算弹性模量。
E.材料分离度
材料分离度采用“等分法”进行测定。
制作Φ50×50mm的圆柱体砂浆试件，在砂浆龄期达28天后，将其分成上、下两等分，分别称重，计算其单位容积的质量。
材料分离度见下式：
材料分离度（%）=下部单位容积质量－上部单位容积质量
上下部平均单位容积质量´2
F.耐候性
将流动度试验合格的CA砂浆拌和10分钟后，注入40×40×160mm的模型中，一次成型8组试件，每组试样数为3个，试件标准养护8天后，将其中4组试件放入快速耐候试验箱的试样夹具架，并将其插到转
鼓上，按人工气候箱的操作规程开动机器，按试验条件进行试验，照射时间为500h。
同时将另外4组的对比试件继续标准养护。
当照射时间分别在0、100、300、500h时，检查试件的外观变化情况，并分别对被照射试件和同龄期未被照射的标准试件进行抗折试验。
按下式计算不同照射时间时CA砂浆的相对抗折强度：
R=Rt/R0×100%
Rt—不同照射时间被照射试件的抗折强度值，Mpa
R0—不同照射时间时相同时段标准养护试件的抗折强度值，Mpa；
R—不同照射时间时试件的相对抗折强度，%。
试样的抗折强度值取每组三个试件抗折强度的算术平均值，即：
R=（R1+R2+R3）/3
G.CA砂浆的试验实施时间和频率
表4 各项目试验时间及频率
类别
试验项目
实施时间
频率
CA砂浆
搅拌温度
灌注前
每盘
流动度
灌注前
每盘
含气量
灌注前
每盘
泛浆
当天第一次灌注时
1日1次（24小时后）
膨胀率
当天第一次灌注时
1日1次（24小时后）
强度
当天第一次灌注时
1日、7日、28日
4CA砂浆配制与灌注
CA砂浆灌注采用移动成套设备法施工。
在CA砂浆基地将1天工作
（约300m）需要的CA砂浆材料装到移动设备车上，运送到施工现场，在灌注车上搅拌后采用重力法灌注。
其施工工艺流程如图4所示。
A.移动成套设备配置
该设备从日本进口，其主要组成部分包括：
材料搬运车和搅拌车，如图5所示。
图4CA砂浆灌注施工工艺流程图
机械设备购置
原材料准备
灌注设备、原材料运输
CA砂浆灌注袋铺设
CA砂浆拌制
CA砂浆试配
CA砂浆灌注袋检查
CA砂浆灌注
废弃物处理
CA砂浆养生
灌注口切断
确认压缩强度＞0.1MPa
拆除轨道支承螺拴
现场清理
确认压缩强度＞0.7MPa
铺设轨道
材料搬运车 灌注车
乳剂槽
水箱
发电机
投料口
细骨料贮存槽
搅拌机
材料存放处
CA砂浆搅拌器
图5 CA砂浆移动成套设备示意图图示设备主要由以下几大部分组成：
a.水泥储藏设备
b.细骨料储藏设备
c.沥青A乳剂储藏设备
d.供水设备
e.上述材料的计量设备
f.上述材料向搬运车的装货，投入设备
g.进行质量管理的试验设备
h.污水处理设备
i.其它关联设备
B.CA砂浆的配制
砂浆灌注前，根据表1中的标准配合比，测定砂的含水量，确定施工配合比，并在取得日方技术指导人员和监理工程师的认可后，用于施工。
操作要点：
a.沥青A乳剂、混合材料、AE剂、消泡剂应事先提交试验结果及规格说明书等质量证明材料。
b.水、铝粉末的添加量应按施工条件增减。
c.CA砂浆的混合搅拌，应正确计量使用材料后，再投入搅拌机搅拌。
C.CA砂浆拌制
在工作前和工作结束时，使用吊车、泵等机具设备从材料保管地点搬运到作业设备的指定位置。
各材料的投入顺序如图6所示。
入
材料
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
沥青A乳剂 AE剂 早强 混合材料
水泥 细骨料铝粉 注
水 消泡剂 CAA
混合时间
min
5
7
5
搅拌速度
rpm
60～70
120～130
80～100
60～70
⑦
人力运输 自动运输
图6 各原材料投放顺序示意图
操作要点：
a.原材料等条件发生变化时，应进行试验重新确定配合比。
b.灌注前测定流动时间，当流动时间超出18～26秒的范围时，
CA砂浆作废弃处理。
c.灌注前CA砂浆温度应保持在5～30℃的范围之内。
d.水、铝粉的添加量应按施工条件增减。
D.灌注前准备
a.确认轨道板是否精确调整到位，是否发生偏移、有无废物等并检查灌注袋的位置。
b.用塑料布覆盖在轨道板表面。
c.在灌注位置准备注浆阀门。
E.砂浆灌注
在灌注口安装控制阀门，利用重力自然灌注。
灌注时派相关人员在轨道板四角进行监控，防止轨道板受力偏斜。
a.暂停灌注时，要及时清洗搅拌机。
b.在CA砂浆灌注前，每一盘均应通过流动度试验，进行流动时间测量，不在规定范围内时，不能灌注。
c.CA砂浆灌注时，要对每一块轨道板进行连续注入，充分填充，使板下不出现空隙。
d.尽量避免在雨天灌注，施工过程中若遇到下雨，应采取遮雨措施。
e.施工中应进行流动度、含气量、温度试验，及时采集试样进行膨胀率、泛浆、强度试验并记录结果。
f.曲线地段超高过大时，CA砂浆灌注分2～3次进行，防止板块受力漂浮，但每次灌注应在前次注入砂浆未硬化前进行。
F.养生
a.采用自然养生。
b.当强度达到0.1MPa且CA砂浆灌注时间达到24小时后拆除轨道板支撑螺栓。
c.CA砂浆养生
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