[发明专利]一种CRTS Ⅲ型板式无砟轨道充填层用自密实混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体是一种CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层用自密实混凝土及其制备方法。

背景技术

CRTSⅢ型板式无砟轨道结构形式是中国科研设计人员进行多个核心技术创新，自主设计完成的新型无砟轨道结构形式，中国对其拥有完全自主知识产权。CRTSⅢ型板式无砟轨道结构设计宗旨是为克服CRTSI型和CRTSII型板式无砟轨道结构施工、运营和维护过程中存在的突出缺陷，实现无砟轨道结构施工方便、材料环境友好、结构寿命长和维护方便等目标。

CRTSⅢ型板式无砟轨道结构的核心技术之一是利用自密实混凝土取代CA砂浆作为轨道结构充填层填充材料。与CA砂浆施工复杂、成本高、环境污染大和材料耐久性差等不足相比，自密实混凝土具有原材料来源广泛、力学性能稳定、成本低、现场铺设施工和维修方便的优势。CRTSⅢ型板式无砟轨道结构形式将是今后高速铁路建设中首选的无砟轨道结构形式。

CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层具有独特的结构特点，具体表现为：1)充填层为底座板和轨道板之间的狭长密闭板腔，标准板构成的板腔长宽为5.6m×2.5m，板腔高度仅为9～10cm，属于典型的大尺寸薄壁结构，无法外力振捣施工，为保证自密实混凝土长距离自流平填充密实板腔，自密实混凝土拌合物必须具有优异的流动性和抗离析性；2)充填层高密度配筋和底部土工布对板腔内自密实混凝土的灌注流动形成巨大阻力，流态混凝土必须具备尽可能低的屈服剪切应力和适当的塑性粘度系数，保证自密实混凝土具有高的间隙通过能力和高的浆体稳定性；3)充填层两端的限位凹槽深度达10cm，灌注过程自密实混凝土平面高速流至凹槽部位时，突然自由下落，惯性作用导致粗骨料下沉，自密实混凝土在凹槽部位极易出现富浆层和气泡聚集层，凝结硬化后降低了充填层与轨道板底面的粘结强度，影响列车荷载作用下轨道结构反应的一致性，充填层易出现离缝等损伤，降低了整体结构的耐久性。因此为保证CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层用自密实混凝土灌注施工质量，充填层用自密实混凝土需具有流动性好、浆体体积稳定性强、触变小且稳定、流动性保持时间长和耐久性好等特点。

为配制出流动性好、间隙透过能力强、浆体工作性能长时稳定、触变变化小、内部气泡小而稳定的高流态CRTSⅢ型板充填层专用自密实混凝土，需实现原材料性能严格控制、自密实混凝土性能指标科学量化、特殊改性材料研发应用和制备方法科学制定。国际针对CRTSⅢ型板充填层用自密实混凝土制备应用已见报道，中国专利CN102390967A公开了一种用于高速铁路Ⅲ型板式无砟轨道的自密实混凝土及其制备方法，其以普通增稠剂和普通减水剂为自密实混凝土改性外加剂，对解决自密实混凝土浮浆浮泡层问题发挥一定作用，但其对改变自密实混凝土流变特性，提升自密实混凝土流动性保持时间和体积长时稳定性作用不明显，且自密实混凝土制备方法过于复杂，能耗较大，获得的混凝土性能尚有很大的技术局限性。中国专利CN102503309B公开了一种铁路板式无砟轨道用自密实混凝土拌合制备方法，使用流变助剂对调控自密实混凝土的流变特性起到一定效用，但未提及提升自密实混凝土流动性、流动性保持时间、体积稳定性、收缩率、耐久性和细骨料来源的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层用自密实混凝土及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层用自密实混凝土，由下述重量配比的原材料配制而成：

作为进一步地优选，本发明所述水泥为硅酸盐水泥，硅酸盐水泥熟料及石膏含量不低于80％，比表面为300～350m²/kg，碱含量不超过0.60％，28天抗压强度不低于42.5MPa。

作为进一步地优选，本发明所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙—氧化钙类膨胀剂中的至少一种，所述膨胀剂初凝时间大于45min，7d水中限制膨胀率不低于0.050％，21d空气中限制膨胀率不低于-0.010％。

作为进一步地优选，本发明所述细骨料为河砂、人工机制砂、改性海砂、再生细骨料中的至少一种，所述细骨料的细度模数为2.4～2.8，含泥量不大于2.0％。

作为进一步地优选，本发明所述粗骨料为碎石、碎卵石、卵石中的至少一种，颗粒粒径不大于20mm，连续级配，所述粗骨料针片状颗粒含量不大于5.0％，含泥量不大于0.5％。