[发明专利]一种基于絮凝结构判断水泥沥青胶浆泌水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种定量评价水泥乳化沥青胶浆(CA胶浆)絮凝结构形成过程的方法，并提出基于CA胶浆絮凝结构形成过程判断CA胶浆泌水的方法。

背景技术

水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)是高速铁路无砟轨道结构的关键性材料，起到为轨道板提供弹性并调整轨道施工误差的作用。在现场施工过程中，CA砂浆在没有附加压力的情况下，通过自重灌注到轨道板和混凝土基层之间狭窄的预设夹层中。这种灌注方式不仅方便、快捷，同时保证了CA砂浆弹性层能完全填充轨道板与基层之间的夹层，确保了轨道板与下层结构的无缝连接，是轨道板具有较长使用寿命的基础。在施工过程中，CA砂浆必须要有足够的流动性，以保证灌注过程中能充满整个夹层。然而，良好流动性的CA砂浆往往容易出现泌水现象。这种现象归因于新拌CA砂浆自身粘聚性不足，而新拌CA砂浆自身的粘聚性本质上由除砂外的材料(如水泥、乳化沥青和水等)所组成的新拌CA胶浆的絮凝结构状态决定，这种絮凝结构形成与CA胶浆的静置时间有关。因此，通过定量评价新拌CA胶浆絮凝结构随静置时间的形成过程，就可以反映新拌CA胶浆抗泌水的能力。

目前并没有合适的方法对新拌CA胶浆的絮凝结构形成过程进行监测和定量评价，主要通过泌水率对新拌CA胶浆的抗泌水能力进行评价。但CA胶浆泌水的根源在于CA胶浆的絮凝结构形成过程，仅仅通过泌水率并不能反映CA胶浆泌水的原因，同时CA胶浆出现泌水的时间往往较长。因此，急需一种快速判断CA胶浆是否出现泌水的方法。基于新拌CA胶浆絮凝结构形成过程的定量评价快速判断CA胶浆是否会泌水的方法对提高CA胶浆施工质量具有较大的工程应用参考意义，对深度研究CA胶浆工作性能具有重要的理论价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种结合试验和理论分析的定量评价新拌CA胶浆絮凝结构形成过程的方法，并结合相应指标判断CA胶浆是否会出现泌水现象。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于絮凝结构判断水泥沥青胶浆泌水的方法，首先结合流变试验设定水泥乳化沥青胶浆评价指标，对CA胶浆进行流变试验；然后基于流变试验的评价指标判断CA胶浆试样是否会出现泌水现象。具体步骤如下：

步骤一、制备CA胶浆：

根据CA胶浆的配合比，称量水泥、乳化沥青、水等原材料，放入胶浆搅拌机中搅拌均匀，然后根据流变仪模具用样品用量，快速放入适量的CA胶浆到流变仪测试的模具中；

步骤二、获取流变试验数据：

CA胶浆试样放入流变仪测试模具中后，首先采用较高的剪切速率对CA胶浆试样进行预剪切加载一段时间，保证所测试CA胶浆试样初始絮凝结构状态的一致性；然后，对所测试的多钟CA胶浆试样静置不同的时间，从少于1分钟开始，以使得所测试的CA胶浆试样形成不同时间的絮凝状态；最后，对CA胶浆试样进行恒定剪切速率的试验；流变仪自动采集恒定剪切速率试验中CA胶浆试样的表观黏度(η)与剪切时间(t)的数据，用于定量评价CA胶浆试样絮凝结构；为获得不同静置时间下CA胶浆的絮凝状态，需要对至少5个不同静置时间的CA胶浆样品进行测试；

步骤三、定量评价水泥乳化沥青胶浆的絮凝结构：

通过步骤二中的表观黏度(η)与剪切时间(t)的数据，回归得到恒定剪切速率测试过程中的初始表观黏度(η₀)和平衡状态表观黏度(η_e)；回归公式如下：

η＝η_e+(η₀-η_e)exp(-at)(1)

式中a——与解絮特征时间有关的回归系数(1/s)；

基于初始表观黏度(η₀)和平衡表观黏度(η_e)可计算得到定量评价CA胶浆絮凝结构状态的无量纲参数—结构系数(λ)；计算公式如下：

λ=η0-ηeηe---(2)]]>