[发明专利]水泥乳化沥青砂浆专用稳定剂

说明书

技术领域

本发明属于道路建筑材料领域，具体涉及一种水泥乳化沥青砂浆功能型复合添加剂，尤其适用于高速铁路或城市轨道交通工程板式无砟轨道工程的水泥乳化沥青砂浆材料。  

背景技术

水泥乳化沥青砂浆垫层作为板式无砟轨道的关键结构部位，主要功能为填充、支撑、承力、传力以及提供适当弹韧性，其性能对轨道结构的耐久性、列车运行的舒适性有着重要的影响。 

水泥乳化沥青砂浆主要由干料（主要由水泥、膨胀剂、砂、填料等组成）、乳化沥青、水、减水剂和消泡剂等原料在特定的搅拌设备上按一定的搅拌工艺搅拌而成。由于水泥乳化沥青砂浆中含有大量的无机、有机成分以及多种的表面活性剂，其组成材料的特殊性决定了水泥乳化沥青砂浆具有温度适应能力差、耐机械剪切搅拌能力差和气泡稳定的能力差等特征。此外，试验室质量不能完全反映现场水泥乳化沥青砂浆的质量，采用满足《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》或《客运专线铁路CRTSI型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》要求的干料和乳化沥青，往往很难制备出性能良好的水泥乳化沥青砂浆，造成现场施工质量不易控制。主要表现以下几个方面：（1）水泥乳化沥青砂浆温度适应能力差，受现场环境温度影响大。在高温情况下，砂浆工作性能损失大、可工作时间短；低温情况下，砂浆易泌水、离析和分层；（2）耐机械剪切搅拌能力差，同配合比的砂浆经不同搅拌制度所拌制的砂浆性能差异较大，砂浆经高速剪切搅拌后，砂浆变稀、流动度减小、扩展度增大、含气量损失明显；砂浆耐压性能差，不适宜泵送施工；（3）气泡稳定能力差，现场揭板后发现灌注的砂浆表面气泡较多，存在浮浆，硬化后砂浆断面气泡较大，且分布不均匀。这些问题的存在，将大大降低了水泥乳化沥青砂浆与混凝土轨道板、混凝土底座之间的粘结性能，同时也影响了砂浆的耐久性能。 

为提高水泥乳化沥青砂浆的使用性能和质量，国内外已有不少学者采取了相关措施，做了大量的研究工作。 

中国专利（200910099082.9）公开了一种CA砂浆用稳定剂，由水溶性聚合物单体、聚合物胶乳、阳离子乳化剂、水等配合而成，对于改善CA砂浆各组分之间的相容性，降低CA砂浆分离度，效果良好。但上述稳定剂仅适用于阳离子乳化沥青体系中。 

中国专利（CN102101791A）采用螯合剂螯合水泥乳化沥青砂浆中Ca²⁺、Mg²⁺等离子，来提高水泥乳化沥青砂浆的耐高温性能。 

此外，美国专利（US006114418A）仅涉及提高水泥乳化沥青砂浆的耐高温性能，从现场工程应用的效果来看仍存在较大的不足。 

综上所述，这些研究成果并不能有效提高水泥乳化沥青砂浆的温度适应能力、耐机械剪切搅拌能力和砂浆气泡稳定能力。 

研究发现，若只从改善乳化沥青的角度来解决上述这些问题，原材料的成本会大大提高，同时还不一定能够获得理想的效果。在不同温度环境下，若仅通过增加或减少水泥乳化沥青砂浆中的用水量，以调整砂浆工作性能的措施并不可靠，由于配合比变化较大，容易造成水泥乳化沥青砂浆出现离析、泌水等问题，将大大降低砂浆的耐久性能。 

因此，研究一种适用于高速铁路或城市轨道交通工程板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的专用稳定剂，保证制备的水泥乳化沥青砂浆具有较好的温度适应能力、耐机械剪切搅拌能力和气泡稳定能力，确保板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的施工质量，是本领域迫切需要解决的问题之一。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于高速铁路或城市轨道交通工程板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的专用稳定剂，使水泥乳化沥青砂浆具有较好温度适应能力、耐机械剪切搅拌能力和气泡稳定能力，并提高砂浆的耐久性能，以确保水泥乳化沥青砂浆的质量。 

已有的资料及工程应用表明，对于采用满足《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》或《客运专线铁路CRTSI型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》（科技基[2008]74号）要求的干料和乳化沥青拌制的水泥乳化沥青砂浆，并不一定就具有较好的温度适应能力、耐机械剪切搅拌能力和气泡稳定能力。 

申请人经过大量研究发现，造成水泥乳化沥青砂浆的耐高低温适应能力差、耐机械剪切搅拌能力差和气泡稳定能力弱的原因，主要与乳化沥青耐高价离子干扰能力、砂浆凝结硬化的温度敏感性、水泥乳化沥青砂浆的稳定性有着密切的关系。