李洪剛，劉 鑫，李海燕，吳韶亮

(中國鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所，北京 100081)

在灌注水泥乳化瀝青砂漿前，應(yīng)根據(jù)工程特點、施工環(huán)境與施工條件事先設(shè)計初步灌注方案，在現(xiàn)場進(jìn)行實尺寸灌注試驗，然后揭板檢查灌注情況，從而確定砂漿灌注工藝［1］。本文從工裝設(shè)備角度淺談進(jìn)行工藝性試驗的必要性。

1 攪拌機具

1.1 砂漿攪拌車的分類

按照攪拌形式可分兩大類:一是源于德國BZ砂漿的行星式，一是源于日本CA砂漿的主軸立式(圖1)。其中，行星式又分為適合于鐵科院A配方的主攪拌槳七層槳葉式和適合于中南大學(xué)B配方的主攪拌槳四層槳葉式(圖2)。按照走形環(huán)境可分為線下走形式和線上走形式(圖3)，通聯(lián)重工、邯鄲機械砂漿車兼具線上走形和線下走形兩種功能，線上走形特別適合高橋、長橋、隧道的施工，可以顯著降低吊裝、運輸?shù)墓ぷ髁?，能大幅度地提高施工效率。按照生產(chǎn)廠家可分為三一重工、南方路基、通聯(lián)重工、中聯(lián)重科、中鐵四局、邯鄲機械等。前兩家為行星式，后四家為主軸立式。

圖1 兩種攪拌形式

1.2 砂漿攪拌車對砂漿配合比、砂漿性能的影響

1.2.1 不同攪拌形式(見表1)

1.2.2 不同主攪拌槳形式(見表2)

1.2.3 不同廠家攪拌車(見表3)

相同攪拌形式、不同廠家的攪拌車在主副攪拌槳尺寸及偏移角度、干料輸送螺旋的進(jìn)料速度、選取的主電機功率、攪拌缶尺寸等方面存在差異，這些都將直接影響配合比和砂漿性能。

1.2.4 相同廠家、不同型號攪拌車(見表4)

2 灌注機具

灌注壓力直接影響充填層飽滿度。如果壓力不夠，將造成充填層四角不飽滿，如果壓力過大，短時間內(nèi)將引起砂漿泌水量大，造成充填層飽滿度不滿足要求［2-3］。

灌注壓力對灌注袋中氣體的順利排出也有重要影響。如果壓力不夠，袋子中的氣體不能被及時趕出，砂漿中就會裹入較多氣泡，砂漿硬化后在砂漿表面或者內(nèi)部容易形成氣孔或是連通的氣泡夾層［4-5］。連通的氣泡夾層在表面會形成砂漿皮層，在內(nèi)部會形成分層(見圖4)。

圖2 主攪拌槳不同層數(shù)

圖3 兩種走形環(huán)境

表1 不同攪拌形式工藝性試驗結(jié)果(滬寧Ⅴ標(biāo)中鐵十九局)

表2 不同主攪拌槳形式工藝性試驗結(jié)果(滬寧Ⅶ標(biāo)一工區(qū)中交一公局)

表3 不同廠家攪拌車工藝性試驗結(jié)果(滬寧)

表4 相同廠家、不同型號攪拌車工藝性試驗結(jié)果(哈大客專中交路建)

灌注壓力在很大程度上是由灌注機具——灌注漏斗的高度和出漿口孔徑?jīng)Q定的，灌注漏斗的高度和孔徑也直接影響到灌注速度的有效控制。經(jīng)過大量的工程實踐，圖5所示灌注漏斗的灌注效果很好。

圖4 砂漿皮層和分層現(xiàn)象

圖5 灌注漏斗結(jié)構(gòu)示意(單位:cm)

3 砂漿灌注袋

3.1 出水時間

砂漿灌注后，必須排出砂漿中多余的游離水才能保證砂漿的性能。不同廠家、不同批次的砂漿灌注袋由于原材料和加工工藝不同造成在出水時間上有明顯差異，需要通過試驗選用適合自身配方體系的砂漿灌注袋。大量的工程實踐證明，出水的快慢并不直接影響砂漿的力學(xué)性能，但是會直接影響砂漿成型后的飽滿度。因為若在砂漿具有良好工作性能時把多余的游離水排出，就可以通過擠漿工藝用砂漿來補充出水造成的幾何尺寸損失，從而保證砂漿成型后的飽滿度;反之，即使強制擠漿滿足了砂漿成型后的飽滿度，也容易造成砂漿成型后的分層等病害。

3.2 出水顏色

砂漿灌注后出水通常呈無色透明、淡黃色透明、黑褐色和黑色。不同的顏色主要由出水的快慢決定。如果短時間內(nèi)有大量的水集中泌出，水的顏色就較深，反之較淺，但是純黑色的水就極有可能是灌注袋的質(zhì)量存在缺陷，造成了瀝青顆粒的析出。大量的工程實踐證明，從整體看清中泛黃是正常的顏色。

3.3 砂漿褶皺

砂漿成型后的褶皺主要是由于灌注速度不均勻、砂漿流動性能不好、灌注袋本身存在死褶、灌注袋材質(zhì)不均造成的。

3.4 揭板效果

不同材質(zhì)的砂漿灌注袋，對砂漿揭板的表面狀態(tài)影響很明顯。這主要是由于粗糙程度不同的灌注袋材料與砂漿結(jié)合力不同所致。有些灌注袋表面質(zhì)地堅硬、光滑，有些表面柔軟、粗糙，因此造成揭板時不同的表面效果。一般情況下，表面質(zhì)地堅硬、光滑的灌注袋揭板效果較好。

4 結(jié)語

綜上，各施工單位要根據(jù)所選配方、施工工況、環(huán)境條件選擇合適的攪拌車、灌注機具和灌注袋，這些必須通過工藝性試驗具體確定，所以在正式上道施工前必須進(jìn)行針對性的工藝性試驗。

［1］ 鐵道部科學(xué)技術(shù)司．科技基［2008］74號 客運專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術(shù)條件［S］．北京:中國鐵道出版社，2008．

［2］ 敖長江，殷曉夫，伍杰源．保證CRTSⅠ型軌道板CA砂漿充填層灌注質(zhì)量的施工技術(shù)［J］．施工技術(shù)，2010，39(增刊):319-321．

［3］ 楊德軍．CRTSⅠ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿施工技術(shù)［J］．鐵道建筑，2010(1):42-44．

［4］ 趙勇．CA砂漿配制的工藝試驗研究［J］．鐵道建筑，2010(8):128-129．

［5］ 徐靜，張勇，張小冬，等．CA砂漿強度的影響因素及作用機理研究［J］．鐵道建筑，2010(9):134-138．