[发明专利]橡胶粉改性水泥沥青砂浆

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于高速铁路和城市轻轨等无碴轨道砂浆材料，特别是一种橡胶粉改性水泥沥清砂浆，属建筑材料领域。

背景技术

水泥沥青砂浆(简称CA砂浆)是板式无碴轨道的关键组成部分，它在列车运行中起稳定和缓冲作用，对提高列车高速行驶的安全性与乘坐的舒适性均具有非常重要的作用。CA砂浆强度较高，有不易破坏的特点，因此将CA砂浆代替道渣灌注于轨道板和混凝土底座之间，一方面使轨道具有弹性，另一方面可于铺设时顺便调整轨道施工误差及将来维修时所做调整之用。无碴轨道结构因具有稳定性好、轨道几何尺寸保持持久、维修工作量少、耐久性好，桥梁二期恒载小，可降低隧道净空减少开挖面积，综合经济效益高等优点，在国外客运专线上获得了越来越广泛的应用。为实现客货车分线，以进一步推动我国经济的快速发展，无碴轨道在客运专线上的大量铺设已成为我国高速铁路的发展趋势，因此，CA砂浆在我国具有广泛的应用前景。

目前国内外基本都采用乳化沥青、水泥、砂等原材料来制备CA砂浆，其中水泥的主要作用是提供强度，乳化沥青为砂浆提供弹性。由于沥青是一种温度敏感性材料，具有低温易开裂、高温易变形的特点，用乳化沥青制备CA砂浆存在耐候性差的缺点。此外，由于而CA砂浆中乳化沥青的用量较高，一般为500kg/m³左右，而乳化沥青的市场价格一般为3600元/吨，使得CA砂浆的价格一般高达2000元/m³。因此，有必要对现有的CA砂浆进行改性，并同时降低其成本。

日本为了改善CA砂浆的耐候性，发明了一种可在寒冷地区使用的P乳剂，但会进一步增加CA砂浆的成本。已有研究表明，对沥青进行改性，可提高沥青的耐热、耐寒性。因此，使用改性乳化沥青代替普通的乳化沥青配制CA砂浆是一个改进方向，但由于改性后的沥青乳化难度大，乳化工艺复杂，且会大幅增加乳化沥青的成本，因此，使用改性乳化沥青配制CA砂浆难以同时实现改性和降低成本的目的。

发明内容

本发明的要解决的技术问题就是使用改性乳化沥青配制CA砂浆难以同时实现改性和降低成本的问题，提供一种生产成本低、耐候性好的无碴板式轨道专用橡胶粉改性水泥沥青砂浆。

由于乳化沥青耐候性差是CA砂浆耐候性差的主要原因，且砂浆中乳化沥青的费用占整个砂浆成本的60％以上，因此，要解决上述技术问题，关键是要找到一种耐候性好，且比乳化沥青便宜的材料部分或全部替代乳化沥青。

申请人通过研究发现，橡胶作为一种弹性高分子材料，其耐候性明显好于沥青，而且橡胶粉可作为一种改性剂改善沥青的温度敏感性。同时，由于由废橡胶加工而成的橡胶粉的价格比乳化沥青便宜得多，因此，如果能用橡胶粉替代乳化沥青不但可保持CA砂浆的弹性特质，还可实现改性和降低成本的目的。

此外，据世界环境卫生组织统计，世界废旧轮胎积存量已达30亿条，并以每年约10亿条的数字增长。我国是世界上第二大轮胎生产国，每年产生的废旧轮胎超过5000万条。废旧轮胎属于有害固体废弃物，如何处理这些废旧轮胎是各国面临的棘手问题。由于再生胶在生产过程中容易产生二次污染，故生产橡胶粉已成为废旧橡胶回收利用的主要途径。

因此，如果能用废旧橡胶加工而成的橡胶粉对CA砂浆进行改性，不但可实现改善CA砂浆的耐候性，降低CA砂浆造价的目标，还可节约资源，保护环境。

申请人经研究发现，由于CA砂浆的流动性较大，而橡胶粉是惰性物质，在水中容易团聚，如果用橡胶粉全部替代乳化沥青，则砂浆容易分层离析、泌水，且无法施工。

因此，基于上述研究，申请人最终研究出采取用橡胶粉部分替代乳化沥青的技术方案，从而提出一种橡胶粉改性水泥沥青砂浆，它由下列组分按质量份数配制而成：

水泥(C)：100份

乳化沥青(AE)：50～170份

橡胶粉(RP)：5～80份

砂子(S)：160～230份

水(W)：20～85份

铝粉(LF)：0.01～0.1份

消泡剂(XP)：0.1-0.5份

增稠剂(ZC)：0.05～0.2份

本发明所述的水泥为强度等级为42.5或52.5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、早强型硅酸盐水泥中的一种。

本发明所述的乳化沥青为慢裂型，残留物含量为58％～63％，可以是阴离子型、阳离子型或非离子型。